Pour soutenir ses activités de recherche, CentraleSupélec a développé des plates-formes de technologiques de pointe, dans le cadre d’équipements propres ou de collaboration avec ses principaux partenaires.
SINAPSE : salle 3D immersive pour la recherche et l’enseignement
Digiscope est un réseau de plateformes pour la visualisation interactive de grandes quantités de données et de calculs complexes. Installées au sein de l'Université Paris-Saclay, les dix salles de Digiscope sont interconnectées par un réseau de téléprésence permettant la collaboration distante. Les applications visées sont la recherche scientifique, la conception industrielle, l'aide à la décision et la formation. CentraleSupélec a développé l’équipement Sinapse (Salle Interactive Numérique d’Affichage pour Pédagogie et Science d’Excellence), un mur d’images reposant sur un système de rétroprojection en 3D sur un écran d’environ 11m2. Les utilisations principales de la plateforme sont la visualisation de données scientifiques issues du calcul haute performance, l’enseignement et les projets d’élèves.
Pour augmenter l’immersivité, el suivi du mouvement est assuré par 4 caméras infra-rouges. La puissance de calcul pour le rendu temps réel est assurée par une machine possédant 32 cœurs, 1 To de RAM, 2 cartes graphiques Nvidia K6000 et des disques SSD.
- Contact Rémi Hellequin
Mésocentre de calculs : de très hautes performances
Actif depuis 2010, le mésocentre de CentraleSupélec offre un service de haute performance pour la recherche dans le domaine de la simulation numérique. Y sont en effet développées de nouvelles méthodes numériques adaptées au calcul parallèle, et des codes destinés aux supercalculateurs nationaux et européens. C’est aussi un lieu de rencontre et d’échange de savoirs par le biais de séminaires et de formations.
Jusqu’en 2014, il offrait une puissance de 816 cœurs de calcul et plus de 2 Tera octets de mémoire vive et environ 30 Tera octets de stockage, la plateforme enregistrait un taux de charge proche de la saturation, notamment dû à son nombre croissant d’utilisateurs. L’extension mise en place offre 288 cœurs de calcul et 384 Giga octets de mémoire supplémentaires, avec pour résultat des machines plus rapides et plus efficaces.
Microscope MEB-FIB Helios 660
Au sein du laboratoire LMPS, l’Helios-660 combine micrsoscopie électronique à balayage (MEB) et usinage ionique de haute précision à l’aide d’un faisceau focalisé (FIB). Il est équipé d’outils d’analyse cristallographique (EBSD) et chimique, ainsi que de 7 différents détecteurs pour l’imagerie électronique.
Il permet ainsi :
- une imagerie haute résolution de la surface d’échantillons (résolution allant jusqu’à 0,7 nm en basse tension) ;
- le prélèvement d’échantillons tels que la préparation de lames MET observées ensuite potentiellement jusqu’à la résolution atomique ;
- la caractérisation complète de la microstructure en trois dimensions (analyse cristallographique et chimique) ;
- l’observation des interfaces à ces échelles ;
- la reconstruction tridimensionnelle d’un échantillon, par exemple de nanoparticules et de leur enchevêtrement ;
- l’usinage de petits échantillons prélevés à des endroits précis de la surface sur des échantillons conducteurs ou non (neutraliseur de charges disponible pour les échantillons isolants).
La colonne électronique (500 V-30 kV) permet, grâce à un monochromateur ainsi qu’une platine de décélération de faisceau, d’atteindre des résolutions sub-nanométriques. Elle est équipée de nombreux détecteurs pouvant éventuellement superposer leurs signaux permettant ainsi de révéler au mieux les plus petits détails de la microstructure. La colonne ionique, avec une résolution de 4 nm, permet un gravage précis de structures complexes à l’échelle nanométrique que ce soit pour la préparation de lames pour la microscopie en transmission ou pour la caractérisation tridimensionnelle.
MET TITAN
Le TITAN3 G2 peut fonctionner avec plusieurs tensions (60 à 300 kV), permettant un compromis entre résolution ultime et dégradation du matériau. D’une très grande stabilité, il peut fonctionner en mode sonde avec correction d’aberrations, d’où une très bonne résolution spatiale.
Couplé aux différents moyens d’analyse (chimique par dispersion d’énergie X, ainsi qu’électronique par pertes d’énergie des électrons), ce mode permet d’obtenir une cartographie à la fois structurale, chimique et électronique des matériaux à l’échelle atomique. Autre possibilité de couplage, la tomographie avec les analyses chimiques précédemment citées permet une véritable nanotomographie chimique car présentant une résolution ultime de 1 nm. Plusieurs autres modes d’observation cités auparavant peuvent être couplés.
Torche à plasma
Inaugurée en novembre 2014, la torche à plasma a été créée au sein du laboratoire EM2C pour tester les matériaux qui protègent les capsules spatiales lorsqu’elles pénètrent l’atmosphère.
Complétant les technologies existantes pour l’étude de la rentrée atmosphérique, cette torche offre assez de puissance pour générer des plasmas d’entrée réalistes, à des températures allant jusqu’à 10 000 K.
Elle est en outre équipée de diagnostics optiques de pointe afin de mieux comprendre la physique du rayonnement et de l’ablation, et contribuer ainsi au développement de modèles plus précis de ces phénomènes. Plus globalement, elle sera d’une aide nouvelle et précieuse pour renforcer la recherche européenne et la technologie dans le domaine des plasmas spatiaux.
Nano-Tomographe à rayons X
Installé au sein de la Chaire de Biotechnologie, sur le campus recherche de Reims de CentraleSupélec, le Nano-Tomographe à rayon X (EasyTom de RX-solution) offre la possibilité de réaliser une description tridimensionnelle des objets, couvrant une échelle sub-micrométrique (400 nm) sur des échantillons millimétriques jusqu'à des échelles micrométriques sur des échantillons centimétriques. Cet instrument est un moyen non destructif d’observation, permettant la génération de données essentielles pour caractériser la structure interne des objets en trois dimensions. Il est doté de deux sources de rayons X, comprenant une source scellée µ-foyer de 150 kV et une source ouverte nano-foyer de 160 kV. Pour plus de flexibilité, il est équipé de deux imageurs : un scintillateur couplé à une CCD pour une résolution élevée et un capteur plan matriciel permettant des acquisitions rapides et avec de grands échantillons. Le dispositif est complété par le logiciel de traitement d’images Avizo.
Les applications de cet équipement sont variées, englobant la détection des défauts dans les composants tels que la porosité et les fissures, ainsi que la caractérisation et l'analyse de la microstructure des matériaux hétérogènes, notamment composites, céramiques, produits biologiques. Les images 3D permettent une représentation digitale de la morphologie destinée à la prédiction des propriétés macroscopiques par résolution numérique de problèmes homogénéisation. Enfin, cet équipement permet l'inspection 4D (3D spatial résolu en temps) des objets lors de sollicitations variées (chargements hydriques, mécaniques ou thermiques).
Cet équipement a été acquis en 2017 avec l'aide de :
- Contacts Aya Zoghlami ou Patrick Perré
- Site web
Smart Room
La SmartRoom est une plateforme d'expérimentation du campus de Metz de CentraleSupélec.
Elle intègre un réseau de capteurs (caméras, microphones) et des systèmes de diffusion d'information (écrans, haut-parleurs). La plate-forme robotique permet d'expérimenter les recherches réalisées dans le domaine de la robotique cognitive et interactive dans un environnement ou cohabitent personnes et robots.
Cette plateforme permet de mettre en situation les recherches menées par les équipes de recherche de l'UMI n°2958 GeorgiaTech-CNRS (IDMaD et MALIS) dans les domaines du traitement du signal, de l'apprentissage numérique et symbolique et du calcul distribué.
Elle est également ouverte à d'autres projets extérieurs académiques ou industriels.
Light stage
Alors que les géants de la création multimédia s’arrachent les meilleurs infographistes pour concevoir des films et des jeux-vidéo toujours plus réalistes, des chercheurs de l’Université de Californie du Sud ont mis au point un scanner 3D haute résolution permettant de capturer les propriétés lumineuses (texture et réflectance) de n’importe quel objet, vivant ou non.
Les raisons de tels travaux de recherche ? Le cerveau humain est capable de discerner les images de synthèse des images réelles avec un taux de réussite dépassant l’entendement. Cette capacité est d’autant plus affutée qu’il s’agit d’un visage humain, la plus petite imperfection lui faisant perdre toute trace de réalisme.
C’est ici que la technologie Light Stage intervient. Celle-ci est capable de générer un modèle lumineux 3D ultra-haute définition d’un visage humain voire d’un acteur complet ! Il suffit alors d’utiliser un algorithme adapté pour intégrer ce modèle dans une scène donnée. Le résultat est bluffant, et même nos cerveaux ne parviennent plus à faire la différence.
Un groupe de quatre étudiants du campus de Rennes s’est lancé dans la réalisation d’un tel système, une première en France !
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La technologie Light Stage mise en lumièreCartographie des normales, obtenues par un Light Stage Un modèle complet de visage humain est donné par un modèle 3D ultra fin associé à une texture et à une matrice de réflectance. La prouesse réalisée par la technologie Light Stage actuelle est notamment la capture de ce modèle 3D, les technologies antérieures ne permettant l’extraction que d’un modèle grossier par stéréoscopie. L’obtention d’un tel degré de détail est rendue possible grâce à l’exploitation des propriétés spécifiques de la peau : la lumière directement réfléchie conserve sa polarisation, alors que celle réfléchie par transluminescence la perd partiellement. Par filtrage et différence, il est possible d’extraire la réflexion spéculaire du visage, selon toutes les directions de l’espace. C’est cette information qui, par transformations mathématiques assez simples, révèle les moindres détails de la géométrie du visage, jusqu’au moindre pore de la peau ! |
Plateforme de spectroscopies électroniques
Cette plateforme est utilisée par le Laboratoire de Génie Electrique de Paris.
Principe des spectroscopies électroniques : Analyse chimique de surface des matériaux (sauf H et He) et information sur leur structure électronique. Analyse qualitative, quantitative et non destructive sous ultravide (10-9 -10-10 Torr).
Profondeur d’analyse : Spectroscopie de photoélectrons X (XPS) :3 à 5 nm; Spectroscopie Auger :de l'ordre de 2 nm; Spectroscopie de photoélectrons UV (UPS) :1 nm
Contact : David Alamarguy.
