Les Ingénieurs Civils De MINES Paristech

rapport d’activité 2008

Éditorial

étrangers. Quatre mastères spécialisés sont entière- ment en anglais et trois s’effectuent en coopération avec des universités étrangères. Environ un tiers des élèves ingénieurs passent le premier semestre de leur seconde année dans une prestigieuse université étran- gère et y font souvent de la recherche ; ceux qui restent en France ont, depuis 2008, la possibilité de s’initier à la recherche au cours de ce même semestre, dans un es excellents résultats de l’École, MINES laboratoire de l’École, à mi-temps. ParisTech, en 2008, lui permettront de poursuivre en 2009 sa politique de À l’instar des universités étrangères, des départe- Lquête d’excellence sur tous les plans : formation, ments d’enseignement et de recherche ont été créés recherche académique et partenariale, relations à l’École, en 2008 : « Sciences de la terre et de l’envi- internationales. L’École, en raison des relations ronnement », « Énergétique et génie des procédés », multiples qu’elle entretient avec les acteurs écono- « Mécanique et matériaux », « Mathématiques et miques, n’est pas, bien entendu, à l’abri de la crise systèmes », « Économie, management, société ». économique et financière actuelle, considérée par les économistes, comme la plus grave depuis la Les corps des Mines et des Télécoms ont fusionné. seconde guerre mondiale. MINES ParisTech est directement concernée en raison L’École, en partenariat avec Armines dans le de sa participation passée et future à la formation cadre de l’Institut Carnot M.I.N.E.S, a engrangé un des ingénieurs élèves. Le corps des Mines, issu de volume record de contrats en 2008, pour une activité la fusion, devrait recruter environ 20 jeunes par an, annuelle supérieure à 29 M€, ce qui conforte son à partir de la rentrée 2009. La formation compor- leadership national en la matière. La plupart de ces tera deux ans de stage, dont un an à l’étranger, et 8 contrats doivent se réaliser sur deux ou trois ans. Une mois consacrés à une étude du fonctionnement des part importante du plan de charge Armines est donc, entreprises et du rôle de l’État en matière économi- d’ores et déjà, assurée pour 2009. que. Deux modules optionnels, en fin de première et de seconde année, porteront sur des matières Les chaires d’entreprises se sont rapidement déve- techniques. loppées en 2008 : 10 chaires sont en cours, dont 3 avec d’autres membres de ParisTech ; nous avons, ainsi, Le développement, en recherche et en enseigne- atteint l’objectif de notre plan pluriannuel 2008-2011. ment, nécessite de nouveaux locaux. Nous avons Ces chaires d’enseignement et de recherche permet- inauguré, en 2008 à Sophia Antipolis, un nouveau tent de créer des liens durables avec des entreprises, bâtiment de 2 400 m2, et l’École, avec plusieurs autres sur des sujets d’avenir. écoles membres de ParisTech, participe à la réponse à l’appel d’offres «Campus » du Gouvernement, dans Notre activité de formation continue s’est aussi le cadre du projet « Saclay ». fortement accrue en 2008, grâce au succès des 5 executive mastères spécialisés, créés en 2007 et 2008, et qui Enfin, l’École intensifie son action «citoyenne » : offrent des modalités de formations diplômantes bien ■ participation active aux Journées du Patrimoine et Fête adaptées à des cadres en activité professionnelle. de la Science ; ■ accueil d’élèves de collèges par le Musée de minéralogie ; Faire de MINES ParisTech une école internationale ■ parrainage de collégiens (« École ouverte ») de lycéens (« Une dans toutes ses activités est un enjeu primordial dans grande école, pourquoi pas moi », « Cordées de la réussite ») la compétition internationale entre établissements issus de ZEP, par les élèves de l’École ; d’enseignement supérieur. Plus d’un étudiant sur ■ participation au projet « ParisTech Cours en ligne » et mise en trois est étranger et plus de 50 nationalités sont place des projets de Mécatronique qui associent les élèves de présentes à l’École. Avec ParisTech, de nouvelles zones MINES ParisTech à des élèves de lycées professionnels. ont été arrêtées pour le recrutement d’étudiants étran- gers : Russie, Pologne, Corée et Turquie. 25 % des Benoît Legait, Directeur enseignants-chercheurs, nouvellement recrutés, sont avril 2009 s o m m

Éditorial de Benoît Legait, Directeur de MINES ParisTech

MINES ParisTech et ses valeurs...... 6 L’École en bref...... 8 Les réseaux nationaux et internationaux...... 9 FI3M, la Fondation de MINES ParisTech...... 12 Les chaires d’enseignement et de recherche...... 13 Pollen : l’entrepreneuriat...... 15 Les implantations géographiques...... 16 Le Conseil d’administration...... 17 Moyens financiers...... 18 Les effectifs...... 19 Organigramme...... 20 Les services communs • Direction et services administratifs...... 21 • Centre de calcul et des systèmes d’information (CCSI) ...... 23 • Bibliothèque et documentation...... 25 • Musée de minéralogie...... 27 • Presses des Mines...... 29 LA FORMATION Effectifs des cycles de formation...... 32 La formation : les cycles et les principes pédagogiques...... 33 Les Ingénieurs civils de MINES ParisTech...... 34 Les autres formations de niveau Master...... 40 Les Mastères spécialisés...... 42 Les Corps techniques de l’État...... 46 Le Doctorat...... 49 La formation continue...... 53 a i r e

la RECHERCHE

L’Institut Carnot M.I.N.E.S...... 56 La recherche à MINES ParisTech...... 57

Sciences de la terre et de l’environnement...... 59 • Géosciences...... GEOSCIENCES..... 61 • Institut supérieur d’ingénierie et de gestion de l’environnement...... ISIGE...... 72

Énergétique et génie des procédés ...... 73 • Énergétique et procédés...... CEP...... 75

Mécanique et matériaux...... 85 • Mise en forme des matériaux...... CEMEF...... 87 • Matériaux...... MAT...... 97 • Mécanique des solides...... LMS...... 107

Mathématiques et systèmes...... 109 • Automatique et systèmes ...... CAS...... 111 • cao et robotique...... CAOR...... 113 • Bio-informatique...... CBIO...... 117 • Mathématiques appliquées ...... CMA...... 119 • Morphologie mathématique ...... CMM...... 121 • Recherche en informatique ...... CRI...... 125

Économie, management, société...... 127 • Économie industrielle ...... CERNA...... 129 • Gestion scientifique ...... CGS...... 133 • Recherche sur les risques et les crises ...... CRC...... 137 • Sociologie de l’innovation ...... CSI...... 139

Index scientifique ...... 143 Rapport d’activité 2008

MINES ParisTech et ses valeurs

Généraliste par nature

Grâce à son enseignement pluridisciplinaire, l’École «1er emploi» montre que 59 % des docteurs de MINES forme des ingénieurs généralistes, capables, pour ParisTech ont rejoint les entreprises, 30 % l’enseigne- résoudre un problème réel complexe, ou pour réaliser ment supérieur et 11 % la recherche publique et les un projet industriel, d’en traiter tous les aspects, tant collectivités (durée moyenne de leur recherche d’em- techniques que scientifiques, sociologiques, économi- ploi : 2,5 mois). ques ou éthiques. Les origines fondatrices de l’École liées à l’industrie des mines, activité de pointe en son Une demi-douzaine de PDG des 40 premières temps, concentrant toutes les connaissances scientifi- entreprises françaises (CAC 40) sont des anciens ques, ouvrent aujourd’hui tous les champs de recherche : élèves de l’École. Deux prix Nobel ont été formés transport, énergie, mécanique… à l’École : G. Charpak (Physique, 1992) et M. Allais (Économie, 1988). Le champ des thématiques traitées dans ses laboratoires est donc très vaste, allant des mathématiques appli- quées aux sciences sociales, en passant par l’énergétique, Humaine pour l’excellence les géosciences, les matériaux. Ce large éventail de recherches permet de traiter des questions multidisciplinaires La petite taille des promotions des différents cycles de incluant l’environnement, internet, les risques… formation permet au responsable du cycle de connaître individuellement chaque étudiant offrant ainsi un enca- La formation pluridisciplinaire laisse une grande drement de tutorat ; chaque étudiant bénéficie d’un part aux sciences économiques et sociales, grâce aux suivi personnalisé lui permettant de construire son centres de recherche de renommée mondiale, comme en parcours au plus près de ses aspirations. Les promotions témoigne le prix Nobel d’Économie décerné, en 1988, à à taille volontairement réduite donnent la possibilité Maurice Allais, ancien élève et professeur de l’École. d’employer des méthodes pédagogiques innovantes, telles l’Acte d’entreprendre et les Modules d’initiation aux métiers de l’ingénieur généraliste (MIG), en corré- lations avec les ambitions des étudiants, les attentes de Ouverture sur des débouchés la société et des entreprises. multiples

L’École ouvre vers des débouchés variés. Même en période de crise économique, les jeunes ingénieurs ont Proche des entreprises plusieurs propositions de carrière, pour moitié dans pour anticiper l’industrie, surtout manufacturière, et pour moitié dans les services. À tout moment, environ 15 % des ingénieurs Parmi les écoles d’ingénieurs françaises, MINES Paris- sortis de l’École depuis moins de 10 ans sont à l’étranger ; Tech se classe numéro 1 pour le volume de recherche 70 % d’entre eux y ont passé au moins un an. L’enquête contractuelle avec des entreprises, avec 28 millions

d’euros environ en 2008, représentant la moitié des lui-même. Le tutorat par un enseignant-chercheur crée ressources de ses centres de recherche. Depuis 2006, un espace de dialogue individualisé entre un adulte et le l’École s’est vue décerner le label CARNOT, reconnais- jeune élève. Une option entrepreneuriat est également sance nationale de l’implication dans la recherche proposée aux étudiants. L’École a participé à la création partenariale. de deux incubateurs d’entreprises.

Plus de la moitié des doctorants de l’École appor- MINES ParisTech est à l’origine de la création d’une tent leur concours à des contrats de recherche indus- trentaine d’entreprises dans tous les domaines industrielle et rejoignent une entreprise à l’issue de leur triels, avec quelques « success stories » (Morphosys- doctorat. Les stages des élèves ingénieurs effectués en tème, Ecobilan, Exalead, Poly-Shape…). Pierre Laffitte, entreprise sont sponsorisés. directeur de l’École de 1974 à 1984, est à l’origine de la création de la technopole Sophia Antipolis : l’École a été le premier établissement public à s’y installer ; depuis, plusieurs centaines d’entreprises de haute technologie Enseignement-recherche y travaillent. pour innover

Tous les enseignants-chercheurs de l’École mènent une activité forte de recherche, de manière à adap- Le monde ter constamment leurs enseignements aux nouvelles pour tous les étudiants connaissances et techniques, et à apporter les réponses les plus appropriées aux questions d’un monde en Tous cycles confondus, près de 36 % des étudiants sont perpétuelle évolution. d’origine étrangère, permettant, de par leur culture d’origine, d’internationaliser toutes les promotions. Tout L’École offre un encadrement unique à ses étudiants élève ingénieur passe entre 4 et 12 mois de stage d’in- et propose un enseignement de haut niveau et exigeant génieur dans une entreprise ou institution étrangère. dans l’ensemble de ses cycles : ingénieurs, post-diplô- Chaque élève ingénieur maîtrise deux langues étrangè- mes et doctorat. res dont l’anglais avec un niveau minimal.

L’École participe, à travers ParisTech, à de nombreux réseaux internationaux, dont Idea League, ATHENS et Entrepreneuriale par culture CESAER qui regroupent les meilleurs établissements d’enseignement supérieur en Europe. Les élèves développent cette vocation à travers l’Acte d’entreprendre, modalité pédagogique originale selon laquelle l’élève doit réaliser un projet qu’il aura défini Rapport d’activité 2008 mines parist ech

L’École en bref

MINES ParisTech comporte à la fin décembre 2008 : ■ 2 060 personnes : 771 salariés dont 256 enseignants-chercheurs ; 419 doctorants dont 2 permanents ; 872 autres étudiants ; ■ 15 centres de recherche ; ■ 4 implantations principales : Paris, Évry, Fontainebleau, Sophia Antipolis. Les diplômes délivrés en 2008 ■ les Ingénieurs civils des mines de Paris (128) ; ■ le Cycle rattaché aux Ingénieurs civils des mines de Paris (10) ; ■ les Ingénieurs de l’Institut supérieur des techniques (13) ; L’École a été fondée en 1783, ■ les Masters pro (60) ; à l’époque où l’exploitation des mines était ■ les Mastères spécialisés (170) ; l’industrie de haute technologie par excellence ■ les Ingénieurs des corps techniques de l’État (17) ; et concentrait les problèmes de sécurité des ■ les Docteurs (83) ; personnels et de planification économique, ■ la formation continue diplômante (99). voire les enjeux géopolitiques (l’accès aux matières premières rares ou stratégiques). Tout Les liens forts avec les entreprises naturellement, les compétences de l’École ont se traduisent par : suivi le développement de l’industrie et l’École étudie, développe et enseigne aujourd’hui l’en- ■ 29,4 M de contrats de recherche en partenariat avec ARMINES, semble des techniques utiles aux ingénieurs, y association Loi 1901, représentant environ 1000 contrats compris les sciences économiques et sociales. par an ; ■ Une trentaine d’entreprises créées grâce à l’École au cours Installée depuis 1816 au cœur du Quar- des 5 dernières années : Morphosystèmes, Ecobilan, Napac, tier Latin, dans l’ancien Hôtel de Vendôme Géovariances, Exalead… (60, Boulevard Saint-Michel, en bordure du ■ 70 brevets gérés par Armines ; Jardin du Luxembourg), l’École s’est étendue ■ 4,7 M de licences logicielles réalisés par TRANSVALOR, société en 1967 à Fontainebleau (à 500 m du château), anonyme filiale d’ARMINES. et à Corbeil puis Évry (dans les locaux de la SNECMA), puis en 1976 dans le parc technolo- L’excellence académique gique de Sophia Antipolis, à Valbonne près de la recherche se manifeste par : de Nice. ■ la soutenance d’environ 90 thèses et la publication de Chargée originellement de la formation des 400 articles ou livres par an ; ingénieurs civils des Mines de Paris et des Corps ■ des partenariats avec des organismes de recherche français techniques de l’État, l’École a développé depuis ou étrangers comme le CNRS, les écoles de ParisTech et du GEM les années soixante des activités de recherche (Groupe des écoles des mines), l’INRIA, Imperial College, le MIT… et d’enseignement de troisième cycle (mastères ■ la création de disciplines nouvelles (géostatistique, morphologie spécialisés, doctorat), en liaison avec l’industrie mathématique, systèmes plats…). et en partenariat avec l’association ARMINES. Rapport d’activité 2008 mines parist ech

Réseaux nationaux & internationaux

Quinze centres de recherche, dix-sept options diffé- Masters ParisTech : Une quinzaine de diplômes rentes, une très réelle pluridisciplinarité, la recherche nationaux de Master (DNM) associent plusieurs écoles de l’excellence dans toutes ses actions et pourtant de ParisTech. MINES ParisTech participe ou anime des promotions de taille humaine, et une institution quatre d’entre eux : Transport et développement conviviale dans un monde de plus en plus complexe et durable, Gestion et traitement des eaux, des sols et évolutif ! Pour une école de petite taille comme MINES des déchets, Conception, modélisation, optimisation ParisTech, cela ne peut s’imaginer sans partenariat, des procédés et Stratégies énergétiques (en propre). sans intégration dans des réseaux performants. De ce fait, l’École constitue aujourd’hui un nœud, voire un ATHENS : Un programme d’échange de dix jours, cœur de réseaux réputés. proposé deux fois par an aux élèves des écoles de Paris- Tech et aux étudiants d’un ensemble d’universités Cette politique de réseau touche tous les points techniques européennes. ParisTech est le coordinateur importants de la vie de l’École : recrutements, forma- de ce projet qui permet chaque année à plus de 500 tions, débouchés, projets de recherche, actions de de ses étudiants de suivre un cours dans un autre service public. pays européen.

ParisTech (www.paristech.org) Le portail ParisTech Graduate School a réalisé une évolution majeure en décembre 2008 en Créée en 1991 sous le nom de Groupe des écoles accueillant en ligne sur Pastel les thèses des doctorants d’ingénieurs de Paris, ParisTech est devenu, en 2007, de ParisTech et la référence des ouvrages rédigés par un établissement public de coopération scientifique, ses enseignants. Cette nouvelle version permet de reconnu et doté par l’État. Il regroupe 11 écoles d’ingé- renforcer l’attractivité et la visibilité internationale nieurs: AgroParisTech, École des Ponts ParisTech, Arts de ce site. Il est d’ailleurs classé 14e sur 100 au niveau et Métiers ParisTech, Chimie Paris - ParisTech, MINES mondial, dans l’article « 100 terrific self learning sites ParisTech, TELECOM ParisTech, ENSTA ParisTech, École to boost your resume during the recession », sur le site polytechnique, ESPCI ParisTech, ENSAE ParisTech et Best Universities, TOP 10 Online Colleges. La partie Libres Institut d’Optique – Graduate School (membre asso- Savoirs, qui propose librement les ressources pédagogi- cié) ; ainsi qu’une école de commerce : HEC Paris. ques utilisées dans les cours de nos écoles, avoisine les 350 sites pédagogiques et garde son attractivité avec ParisTech délivre environ 3 200 diplômes d’ingénieur une moyenne de 30 000 visites par mois. par an et 500 diplômes de doctorat. Le corps enseignant permanent comprend, pour 18 900 étudiants, environ Idea League regroupe les universités d’Imperial 3 900 personnes qui travaillent dans 130 laboratoi- College, de Delft, d’Aix-la-Chapelle, le Polytechnicum res de recherche. Le nombre de ses enseignants et la de Zurich et ParisTech. Ce regroupement ambitionne gamme complète des disciplines scientifiques couver- d’être reconnu par la Communauté européenne tes confèrent à ParisTech une stature comparable à comme un Institut européen de technologie. ParisTech celle des grandes universités scientifiques et techniques est membre de CESAER (Conference of European Insti- au niveau mondial, pour lesquelles il peut constituer tutes for Advanced Engineering Education and Research), un partenaire équivalent. et de la SEFI (Société européenne pour la formation des ingénieurs). Le programme Chine : dans le cadre d’un partenariat avec 9 des plus prestigieuses universités chinoi- Le Groupe des écoles des mines ses, ParisTech a mis sur pied plusieurs programmes de coopérations : (www.gemtech.fr) ■ l’IFCIM, Institut franco-chinois d’Ingénierie et de management, École du Ministère en charge de l’industrie, MINES à Shanghai ; ParisTech participe au réseau des écoles des mines ■ le programme « 50 ingénieurs chinois à Paris » ; (GEM). Rappelons que l’École a été pour beaucoup ■ le Centre franco-chinois de l’université de Tongji ; dans la conception des écoles des mines de Nantes ■ la création d’une graduate school franco-chinoise à Shanghai. et d’Albi-Carmaux. La conférence des directeurs des écoles des mines se réunit tous les deux mois pour Le programme Brésil : ParisTech a mis sur pied lancer des programmes de recherche communs, initier un programme d’échanges d’étudiants (40 ingénieurs de nouvelles actions internationales, réfléchir à la brésiliens à Paris) avec 5 universités brésiliennes de formation continue ou à des pédagogies nouvelles premier plan. en matière de formation initiale. Par exemple, l’École 10 Rapport d’activité 2008 mines parist ech 11

© Zaubitzer Stephan — www.stephanzaubitzer.com Autres partenariats nationaux recrute des élèves ingénieurs sur titres en commun avec Saint-Étienne et Nancy et, avec 6 autres écoles Implantée à Paris, à Fontainebleau, à Évry, et à Sophia de ParisTech, organise le concours commun « Mines- Antipolis, l’École est un partenaire déterminant pour Ponts ». Les directions des écoles se réunissent une le développement de nouvelles activités pédagogi- fois par an, lors d’un séminaire de synthèse. Enfin, le ques, de nouveaux cycles, de nouvelles entreprises, à Conseil d’orientation stratégique des écoles donne son travers des réseaux locaux comme PERSAN à Sophia avis sur les actions menées en commun. Le Groupe des Antipolis, ou les 14 pôles de compétitivité auxquels écoles des mines a décidé de créer une association GEM elle participe, dont 3 ont été déclarés mondiaux par pour porter les projets communs. Parmi les actions le gouvernement: Systém@tic et Medicen, en région initiées par le GEM, citons : un catalogue Graduate school, parisienne et Solutions communicantes sécurisées, qui décrit de façon organisée l’ensemble des forma- en région Paca. tions des écoles des mines ; une formation doctorale « science et entreprise », comportant des enseignements Pour offrir les meilleures compétences sur tous les en management de la technologie, en gestion de l’inno- problèmes posés aux entreprises, plusieurs centres vation, d’ouverture scientifique, avec pour objectif de de recherche sont communs avec d’autres écoles de préparer les doctorants à exercer des fonctions de chefs ParisTech et avec le CNRS. de projets R&D ou de directeur R&D dans de grandes entreprises. La coopération avec les universités se traduit par la participation à plusieurs écoles doctorales, l’organi- La Grande école virtuelle (GEV) du GEM est sation de Masters (DNM) communs et par des cours présentée sur la plate-forme de formation commune dispensés par des professeurs d’université à l’École, du GEM (http://campus.gemtech.fr). La GEV s’appuie mais également par des chercheurs de l’École aux sur le réseau dynamique des cellules TICE des écoles, étudiants d’université. Certaines formations post- appelé Cre@tive, qui échange et mutualise les outils diplômes sont menées avec plusieurs écoles d’in- et pratiques pour accompagner au mieux les projets génieurs ou plusieurs associations professionnelles communs. (exemple : mastère spécialisé en ingénierie gazière, mastère spécialisé en environnement).

ARMINES (www.armines.net) L’École abrite le siège de la Conférence des gran- L’association ARMINES créée à l’origine par MINES Paris- des écoles qui regroupe la plupart des grandes écoles Tech a étendu son partenariat à d’autres écoles, en d’ingénieurs et de commerce de France. Elle contribue particulier les autres écoles des mines sous tutelle du fortement à son animation. La Conférence des grandes Ministère chargé de l’industrie (environ 44 millions écoles est l’un des moyens de promotion de l’ensem- d’euros de chiffre d’affaires de contrats). Elle a servi ble des écoles sur le plan international. Elle joue un de modèle à la création d’autres structures de même grand rôle dans la résolution des problèmes rencon- type qui ont ensuite créé un réseau l’ASRC (Association trés par les écoles (recrutement, nouvelles filières, des structures de recherche sous contrats) ; elle s’est mastères, rencontres pédagogiques et scientifiques). dotée d’une filiale, Transvalor, chargée de la valorisation commerciale des brevets et logiciels. ARMINES et les écoles des mines ont été labellisées Carnot. Ce label ... et internationaux est décerné à des laboratoires mettant au cœur de Des partenariats et conventions multiples ont été leur activité la recherche partenariale avec le secteur signés avec près d’une centaine d’universités. À titre économique. d’exemple : 10 Rapport d’activité 2008 mines parist ech 11

■ Amérique du Nord : Canada (Polytechnique de Montréal, University of Strathclyde), Grèce (UT Athènes, Université NRS du Québec), États-Unis (UC Berkeley, MIT, Caltech, Drexell Démocrite de Thrace), Hongrie (Université des sciences et University à Philadelphie, Stanford, Worcester Polytechnic économie de Budapest), Irlande (University College of Dublin), Institute, University of Boulder du Colorado, Colorado School Islande (Université d’Islande), Italie (Université Polytechnique of Mines, Minnesota University, Purdue University, East Virginia de Milan, Université de Naples), Norvège (Université de University, Mexique (Université Autonome de Mexico, Institut Trondheim, Université d’Oslo), Pays-bas (TU Delft), Pologne Polytechnique de Mexico) ; (Université de Varsovie, Université Polytechnique de Varsovie, ■ Amérique du Sud : Brésil (École des mines d’Ouro Preto, Université Jagiellon de Cracovie, AGH Cracovie), Portugal Universidade Federal de Rio de Janeiro, Universidade Federal (IST de Lisbonne, Université de Porto), Roumanie (Institut do Rio Grande do Sul, Université de Sao Paulo, Université de Polytechnique de Bucarest, Université de Galatz), Russie (École Campinas, PUC Rio de Janeiro), Chili (PUC Santiago), Pérou des mines de Saint-Petersbourg, Académie des Sciences de (PUC Lima), Argentine (ITB) ; Moscou), Suède (Chalmers, KTH), Suisse (École Polytechnique ■ Afrique : Maroc (ENIM, EMI, École Mohamadia des Travaux Fédérale de Lausanne, ETH Zurich), Tchéquie (Université Publics), Tunisie (École Polytechnique de Tunis, ENIT), Côte Technique Charles de Prague, Institut des mines d’Ostrawa) ; d’Ivoire (Institut Houphouët Boigny, Yamoussoukro), Niger ■ Moyen-Orient : Israël (Technion, Haïfa), Arabie Saoudite (KAU, (École des mines de Niamey); KSU). ■ Asie : Chine (Shanghai : Jiao Tong University, Tong Ji University et Fu Dan University ; Pékin :Tsinghua University, Beida univer- Enfin,MINES ParisTech participe à bon nombre de sity ; Nanjing : South East University et Nankin University ; programmes de recherche européens (7e PCRDT) ainsi Hong-Kong : University of Hong-Kong), Corée (KAIST, Seoul qu’à Socrates et Tempus. Elle collabore également NU), Japon (Université de Tokyo Todaï, Université de Kyoto, au cycle pour étudiants d’Europe de l’Est Copernic TokyoTech), Singapour (NUS) ; (avec l’Institut d’études politiques et le collège des ■ Europe : Allemagne (Université d’Aix-la-Chapelle, TUB de Berlin, ingénieurs de l’École des Ponts ParisTech), à un master Université de Stuttgart, Université de Bochum), Autriche européen sur les énergies renouvelables, en collabora- (UT Vienne, Montanuniversität Leoben), Belgique (Université tion avec diverses universités européennes. de Liège, Université Libre de Bruxelles, Université Catholique de Louvain-la-Neuve, Université de Leuven (KUL), Bulgarie Grâce à tous ces partenariats, l’École est capable (Université technique de Sofia), Espagne (École des mines de mobiliser des compétences un peu partout dans d’Oviedo, Université Polytechnique de Madrid, Université le monde et, sans perdre son âme, elle met au service Polytechnique de Catalogne, Université Carlos III de Madrid, des étudiants de ses différents cycles des programmes Université de Saragosse, Université de Vigo, Université originaux et de grande qualité, afin que ses anciens Autonome de Barcelone), Finlande (UT Helsinki), Grande- élèves soient des acteurs des principales entreprises Bretagne (Imperial College de Londres, Cambridge University, mondiales, recherchés pour leurs compétences.

Échanges en 2008

■ 85 étudiants étrangers sont venus en formation ingénieur civil ; ■ 170 étudiants étrangers sont inscrits en études doctorales ; ■ 50 scientifiques étrangers ont été accueillis à l’École ; ■ tous les élèves ingénieurs civils français de la promotion 2006 ont effectué leur stage ingénieur à l’étranger, dont : ■ 12% en Amérique du Nord ; ■ 51 % en Europe ; ■ 24 % en Asie et Australie ; ■ 9 % au Moyen-Orient et en Afrique ; ■ 4 % en Amérique du Sud. 12 Rapport d’activité 2008 mines parist ech 13

Fi3m, La fondation de mines Paristech Président de la fondation : Jacques Lévy

Contribuez à l’ambition La « Fondation des industries de MINES ParisTech minérales, minières et métallur giques françaises à L’École des La campagne de levée de fonds pour l’École vise un objectif mines de Paris », plus commodément de 25 millions d’euros en 5 ans. Dans l’univers de l’enseignement 3 désignée Fi M, ou encore « Fondation », supérieur et de la recherche devenu mondialisé et hautement a été créée en 1946 et déclarée d’utilité concurrentiel, MINES ParisTech doit investir encore plus pour : publique par le décret du 17 décembre 1947. ■ porter plus haut l’excellence de ses formations et de sa recherche sur la scène internationale, ■ être référencée parmi les meilleurs établissements du monde. Son rôle Pour cela, MINES ParisTech doit accroître sa présence et sa visibilité La Fi3M a pour objet de partager et soutenir, dans le internationales, attirer les étudiants, enseignants et chercheurs de cadre défini par ses statuts, les ambitions deMINES Paris- talent, où qu’ils se trouvent, soutenir et valoriser une recherche de Tech. Et, d’une façon plus générale… « susciter l’essor des pointe sur des thèmes émergents et porteurs d’innovations. mêmes industries, ainsi que des professions qui s’y rattachent, La levée de fonds constitue le levier de cette ambition : elle permet en conformité des intérêts généraux du pays » (Art.1 des d’apporter de nouvelles ressources à notre École et de l’accompagner Statuts). dans son projet de développement. En janvier 2009, les dons et engagements de dons représentaient déjà plus de 13 millions d’euros. Ses engagements Pour en savoir plus : www.mines-paristech.fr/Fr/Actualites/ La Fondation s’engage depuis toujours à consacrer aux CampagneDevParis projets l’intégralité des sommes allouées par les dona- Contact : [email protected] teurs avec des frais de gestion minimaux.

Les programmes en cours ■ soutien social et administratif pour les élèves : prêts d’honneur et cautions, aide à la mise en place des activités pédagogiques et, globalement, à ce qui touche à l’entrepreneuriat, l’incubation et la création d’entreprise ;

■ soutien à l’accueil des étudiants étrangers et à la politique internationale de l’École. Cette année la Fondation a contribué à soutenir financièrement une quarantaine d’étudiants ; ■ soutien à des travaux de recherche fondamentale ; ■ création de chaires pluriannuelles de recherche et d’enseignement. En 2009, plus de 10 chaires sont en activité.

Les programmes sont financés grâce au soutien des anciens élèves et amis de MINES ParisTech et par des Ensemble préparons demain partenaires industriels.

Avantages fiscaux La fondation Fi3M FI3M, MINES ParisTech, 60, boulevard Saint-Michel, 75272, Paris cedex 06 D’importants avantages fiscaux sont accordés pour les verse- Siret : 784 285 611 00017– Code APE : 913E ments à la Fondation : ■ pour les particuliers : Président : Jacques Lévy, Ingénieur général des Mines, ■ réduction d’impôt de 66 % du montant versé, dans la membre de l’Académie des technologies limite de 20 % du revenu imposable ; 01 40 51 90 18 – [email protected] ■ réduction d’ISF de 75 % du montant versé dans la limite de Représentante de l’École auprès de la FI3M : Johanna Ducret, 50 Keuros ; Mécénat – 01 40 51 94 15 – [email protected] ■ pour les entreprises : réduction d’impôt de 60 % du montant Secrétariat : Danielle Gozlan versé dans la limite de 0.5 % du CA. 01 40 51 90 16 – [email protected] 12 Rapport d’activité 2008 mines parist ech 13

LES Chaires d’enseignement et de recherche

Fondées sur le mécénat, les chaires MINES ParisTech végétale ; les résidus agricoles comme sources sont destinées à accroître la collaboration avec les d’énergie en Inde (avec le CIRAD) ; la conception entreprises, en matière d’enseignement et de recher- d’un bio-réacteur à micro-algues ; la compétition che. Elles couvrent des domaines “grand public” et pour les sols dans une modélisation mondiale des d’avenir comme la sécurité industrielle, les nouvelles productions et consommations énergétiques (avec le stratégies énergétiques, l’eau, l’énergie… CIRED). Un second axe de travail sur « l’économie qualité carbone » est à l’étude. La chaire ambitionne de satisfaire un triple Titulaire : Dominique Dron (Centre énergétique objectif : et procédés). ■ développer les enseignements sur les thématiques identifiées, au sein des formations dispensées à MINES ParisTech ; ■ mener un programme de recherche ; Droit et économie du brevet ■ favoriser les échanges et synergies entre les partenaires de la chaire. Partenaires : Air Liquide, Microsoft, SAP, Philips, Alcatel. Projet porté par les centres de recherche de l’École, Axes de recherche : La chaire poursuit des travaux éventuellement en association avec d’autres écoles de de recherches sur l’ensemble des questions contem- ParisTech, une chaire comprend de un à dix partenai- poraines liées au brevet. Elle s’intéresse notamment res industriels. aux enjeux et aux perspectives des réformes du droit des brevets, tant en Europe qu’aux États-Unis. Elle a Le financement des entreprises permet de déployer par ailleurs développé deux champs de recherches un projet de recherche et de formation sur 5 ans nouveaux, l’un sur l’implication des entreprises dans (renouvelables), avec une équipe généralement consti- le développement des logiciels libres, l’autre sur le tuée d’un professeur de renom, d’attachés de recher- traitement de la propriété intellectuelle dans les stan- che et de doctorants. La création de la chaire selon le dards industriels. principe du mécénat, via la Fondation FI3M, garantit Titulaire : François Lévêque (Centre d’économie la propriété publique des résultats. Ainsi, la chaire industrielle). contribue t-elle à l’essaimage de la connaissance et au progrès de la recherche, dans un domaine émergent. Au niveau national…Voire international. Bioplastiques Partenaires : Arkema, L’Oréal, Nestlé, PSA, Schneider Sécurité industrielle Electric. Axes de recherche : La chaire a comme vocation Partenaires : AGF, Apave, Total, Mittal-Arcelor, GDF- d’amener des réponses et une compréhension globale Suez, SNCF, Ineris. et fondamentale des polymères issus de la biomasse Axes de recherche : L’équipe poursuit son implica- et de leurs propriétés. Son objectif sera également tion dans le domaine de l’ingénierie de la résilience et de proposer de nouveaux matériaux et de nouvelles de la promotion des concepts et méthodes reliés. applications. Une nouvelle formation internationale Titulaire : Eric Hollnagel (Centre de recherche Post-Master « Bioplastics » entre dans l’activité sur sur les risques et les crises). les bioplastiques. Titulaire : Tatiana Budtova (Centre de mise en forme des matériaux). Nouvelles stratégies énergétiques Partenaires : EDF, Keolis, Safran, Suez, Total, Éco-conception des ensembles bâtis Natexis. et des infrastructures Axes de recherche : Cinq thèses et post-docto (MINES ParisTech, École des Ponts ParisTech et AgroParisTech) rats sont en cours sur les conditions et possibil- ités d’utilisation énergétique de la biomasse (avec Partenaire : VINCI. BIOEMCO, ENS Ulm) ; l’adaptation des ACV aux Axes de recherche : Les activités de recherche ont systèmes vivants pour les carburants d’origine pour objectif de créer des outils de référence pour 14 Rapport d’activité 2008 mines parist ech 15

évaluer la performance environnementale des bâti- Titulaires : Nadia Maïzi (Centre de mathémati- ments, des quartiers et des infrastructures, puis de ques appliquées) et Jean-Charles Hourcade (École des mettre ces outils à la disposition des acteurs de la Ponts ParisTech/AgroParisTech/CNRS/EHESS). ville (concepteurs, constructeurs et utilisateurs). Les thèmes prioritaires de cette chaire concernent les éco- quartiers, la réhabilitation des ensembles bâtis, les Durabilité des matériaux analyses de cycle de vie des matériaux, la biodiversité et des structures pour l’énergie et la mobilité durable. (MINES ParisTech et École des Ponts ParisTech) Titulaire : Bruno Peuportier (Centre énergétique et procédés). Partenaires : EDF, GDF-Suez, GRTgaz Axes de recherche : Évaluation de la durée de vie des ouvrages (centrales thermiques, centrales Théorie et méthodes de la conception nucléaires, barrages...). Étude des évolutions micro- innovante structurales des matériaux et en particulier de leur dégradation. Evaluation de l’impact de ces évolutions Partenaires : Dassault Systèmes, RATP, Renault, sur la durée de vie des structures. Développement de Thales et Vallourec méthodes et modèles de prévision des dégradations Axes de recherche : Le programme de recherche aux échelles du matériau et de la structure. Quatre de la chaire est structuré selon quatre axes : thèses sont en cours de lancement. ■ approfondissement et consolidation des fondements mathé Titulaires : Jacques Besson (Centre des matériaux) matiques et logiques de la théorie C-K ; et Alain Ehrlacher (École des Ponts ParisTech). ■ formes d’organisation collaboratives de l’innovation dans et entre les entreprises ; ■ bases culturelles, cognitives et neuropsychologiques de la Matériaux du nucléaire conception ; ■ théorie de la conception et théorie économique de l’entreprise Partenaire : AREVA innovante. Axes de recherche : Irradiation ; corrosion- Titulaires : Armand Hatchuel et Benoît Weil oxydation ; usure-contact/matériaux durs ; matériaux (Centre de gestion scientifique). des réacteurs à eau légère du futur ; procédés de frabrication. Titulaire : André Pineau (Centre des matériaux). Modélisation prospective au service du développement durable Environnement Eau pour tous (MINES ParisTech, École des Ponts ParisTech et AgroParisTech) (MINES ParisTech, AgroParisTech)

Partenaires : Ademe, EDF, Renault, Schneider Electric Partenaire : Suez et Total. Axes de techerche : Favoriser l’accès à l’eau dans Axes de recherche : Développement et pérennisa- le respect de l’environnement. Analyser les condition d’outils de modélisation prospective innovants tions de l’accès à l’eau pour les populations. Étudier ayant vocation à faciliter la prise de décision sur la la gouvernance des services d’eau potable et d’assainis base de scénarios prospectifs portant sur des questions sement dans les pays en voie de développement. d’énergie et de climat, de développement industriel Titulaires : Jean Antoine Faby (AgroParisTech), et de choix technologiques. Daniel Fixari et Michel Nakhla (Centre de gestion scientifique).

Chaires en cours de montage

D’autres chaires sont en cours de montage, pour plus d’informations nous contacter : ■ Directeur de la recherche : Michel Schmitt...... [email protected] ■ Mécénat : Johanna Ducret...... [email protected] 14 Rapport d’activité 2008 mines parist ech 15

POLLEN : L’Entrepreneuriat Contact POLLEN : Philippe Mustar, Professeur, responsable de l’option Innovation et entrepreneuriat ([email protected])

La création d’entreprise est devenue une nouvelle est dû à des élèves ingénieurs qui, après leur diplôme mission pour les écoles, les universités, les organismes (dans la continuité pour certains de leur Acte d’ende recherche. À MINES ParisTech, les activités d’aide à treprendre ou de leur travail d’option), tentent cette l’essaimage et à la création d’entreprise, communes aventure. à l’École, Armines et Transvalor, sont coordonnées et animées par le Pôle innovation et entrepreneuriat Mais nombreux sont aussi les élèves qui créent (POLLEN). une entreprise après quelques années d’expérience professionnelle au sein d’un grand groupe ou d’une Ces vingt dernières années, une quarantaine d’en- PME où ils ont occupé un premier emploi. treprises ont été créées à partir de MINES ParisTech. Les trois-quarts sont le fait d’enseignants-chercheurs La création, cette année, de l’option Innovation et qui ont créé une entreprise sur la base de leurs travaux entrepreneuriat devrait faciliter ces types de parcours de recherche et de doctorants qui amènent ainsi sur en apportant aux élèves les compétences, les connais- le marché le résultat de leur thèse. Le dernier quart sances, mais aussi l’envie de créer.

La création de l’option Innovation et entrepreneuriat

MINES ParisTech a créé en 2008, une nouvelle option intitulée « Innovation et entrepreneuriat ». L’entrepreneuriat y est défini comme la création de nouvelles activités économiques basées sur des innovations. Ces activités peuvent donner lieu à la création de nouvelles entreprises, ou de nouvelles entités au sein de grands groupes existants (intrapreneuriat). Cet objectif est proche de ceux mis en place par les programmes d’enseignement d’institutions leaders du domaine comme Imperial College dont des professeurs du Innovation and Entrepreneurship Group participent aux enseignements de 2e et 3e année de l’option : « Whether embarking on a new venture or incorporating entrepreneurial thinking into the management of existing organizations, an understanding of the principles of entrepreneurship is indispensable » (Tanaka Business School, Imperial College, London). L’option Innovation et entrepreneuriat apporte aux élèves qui la suivent des compétences (identifier et saisir des occasions d’innovation ou de création, générer des idées, gérer l’incertitude, communiquer, négocier, constituer et diriger une équipe…) et des connaissances (en marketing et innovation, finance entrepreneuriale, management de l’innovation, construction debusiness plans, stratégie, propriété intellectuelle…) qui permettent d’affronter les situations entrepreneuriales. L’option Innovation et entrepreneuriat est une option de management. Elle est fortement ouverte vers l’extérieur et l’international (y participent des enseignants des meilleures écoles de management françaises et Business School européennes). La pédagogie favorise les séminaires et les travaux avec de nombreux créateurs de start-ups ou d’activités nouvelles, des cabinets en stratégie, spécialisés dans la création d’activités ou d’entreprises innovantes, des sociétés de capital risque, des institutions publiques en charge du soutien à la création d’entreprises… Les travaux se font en groupes (avec le soutien d’INRIA-Transfert, les élèves disposent de quatre jours pour monter le business plan d’une entreprise de haute technologie et le présenter devant un véritable comité d’investissement) et pour partie en anglais (pendant le voyage d’étude de 2e année à Londres, Cambridge et Oxford, pendant la période d’enseignement de 3e année et pour certains sujets d’option de 3e année à l’étranger). La première promotion de l’option compte huit élèves (dont la moitié de polytechniciens en voie spécialisée). Au cours du 6e semestre, ces élèves mènent un travail pratique qui porte sur une situation réelle et demande un fort engagement personnel : participation à la création ou au développement d’une start-up, évaluation des entreprises au sein d’une société de capital-risque, mise en place d’une filiale à l’étran- ger pour grand groupe, analyse des entrepreneurs d’un incubateur parisien, activité au sein d’un incubateur en Californie…

Un groupe d’optionnaires en séminaire (octobre 2008). 16 Rapport d’activité 2008 mines parist ech 17

Les implantations géographiques

PARIS FONTAINEBLEAU (60 km, sud de Paris) 404 personnes 249 personnes dont 72 enseignants-chercheurs dont 82 enseignants-chercheurs 233 autres personnels 81 autres personnels 99 doctorants 86 doctorants

619 autres étudiants 97 autres étudiants

• Bibliothèque Géosciences • Musée de Minéralogie Centre de calcul et des systèmes d’information Morphologie mathématique • Presses des Mines Recherche en informatique • • Économie industrielle Automatique et systèmes • • Gestion scientifique Institut sup. d’ingénierie et de gestion de l’environnement • • Sociologie de l’innovation Énergétique et procédés • • Énergétique et procédés Bio-informatique • • Robotique • Automatique et systèmes

Palaiseau (15 km, sud-ouest de Paris)

54 personnes dont 5 enseignants-chercheurs 49 autres personnels (31 doctorants autres établissements) 23 autres étudiants

• Mécanique des solides www.mines-paristech.fr

ÉVRY SOPHIA ANTIPOLIS (30 km, sud de Paris) (20 km, ouest de Nice)

184 personnes 297 personnes dont 31 enseignants-chercheurs dont 66 enseignants-chercheurs 59 autres personnels 93 autres personnels 94 doctorants 138 doctorants

13 autres étudiants 77 autres étudiants

Mise en Forme des matériaux • • Centre des matériaux Énergétique et procédés • Mathématiques appliquées • Centre de recherche sur les risques et les crises •

NB : Le total des personnels ne comprend pas les 43 (dont 31 pour le LMS) doctorants effectuant leur thèse dans un laboratoire de l’École, mais inscrits dans un autre établissement. 16 Rapport d’activité 2008 mines parist ech 17

CONSEIL D’ADMINISTRATION*

Denis Ranque Président Personnalités nommées par le Ministre chargé de l’Industrie Michel Bénézit Directeur général, Raffinage & marketing TOTAL Jacqueline Lecourtier Directeur général, Agence nationale de la recherche (ANR) Christian Streiff Président du directoire, PSA Peugeot Citroën Christopher J. Padfield Director of Strategic Development, Université of Cambridge (UK) François Glémet Président de l’Association des anciens élèves de MINES ParisTech

Représentants de l’État nommés par le Ministre chargé de l’Industrie Jean-Jacques Dumont Vice-Président délégué, Conseil général de l’industrie, de l’énergie et des technologies Jean-François Verdier Directeur des personnels et de l’adaptation de l’environnement professionnel, Ministère de l’économie, de l’industrie et de l’emploi Véronique Barry Sous-Directrice de la formation et de la gestion des compétences, Direction générale des entreprises, Ministère de l’économie, de l’industrie et de l’emploi Jean-François Guthmann Chef de mission de contrôle général, Mission financement, recherche et innovation pédagogique, Contrôle général économique et financier, Ministère du budget, des comptes publics et de la fonction publique Bernard Carrière Professeur des universités et Conseiller d’établissement auprès du Directeur général Ministère de l’enseignement supérieur et de la recherche Gabriele Fioni Directeur du département « Chimie, SPI, physique nucléaire et des hautes énergies, énergie, développement durable » , Ministère de l’enseignement supérieur et de la recherche

Représentants des Collectivités territoriales de la région Île-de-France désignés par le Ministre chargé de l’Industrie Marie-Claire Champoux Conseillère régionale de la région Île-de-France Gérard Eude Vice-Président du Conseil général de Seine-et-Marne, chargé du développement économique, de la recherche et de l’emploi Jean-Louis Missika Adjoint au Maire de Paris chargé de l’innovation, de la recherche et des universités

Représentants des Personnels de MINES ParisTech Armand Hatchuel Professeur de classe exceptionnelle, Gestion scientifique, Paris François Cauneau Maître de recherche, Énergie et procédés, Sophia Antipolis Dominique Deville Chargée de mission, Délégation de Paris

Représentants des Élèves de MINES ParisTech Simon Renou Au titre des élèves en formation initiale, continue ou en spécialisation Louis Thiers Au titre des élèves en formation initiale, continue ou en spécialisation Julien Frachon Au titre des élèves-chercheurs, Matériaux

Assistent avec voix consultative Benoît Legait Directeur de MINES ParisTech Marie-Solange Tissier Directrice adjointe de MINES ParisTech, chargée de la formation des Corps techniques de l’État Nicolas Cheimanoff Directeur adjoint de MINES ParisTech, chargé de la formation des ingénieurs civils Michel Schmitt Directeur adjoint de MINES ParisTech, chargé de la recherche et des formations post-diplôme Patricia Fournier Secrétaire général de MINES ParisTech Franck Mordacq Contrôleur budgétaire et comptable ministériel, Ministère du budget, des comptes publics et de la fonction publique Jean-Christophe Giocanti Agent comptable de MINES ParisTech

* au 5 mars 2009 18 Rapport d’activité 2008 mines parist ech 19

Moyens financiers Les ressources Le tableau ci-dessous indique la répartition des ressources de l’École en 2008 et en M .

Ressources 2007 2008 2009 prévisionnel MINEFE 44,1 45,7 45,9 Personnel affecté (1) 16,8 18,0 19,0 Personnel EPA 16,7 17,5 17,0 Bourses 0,4 0,4 0,4 Vacations 1,7 1,6 1,3 Fonctionnement 4,9 4,7 4,7 Investissement 3,6 3,5 3,5 Autres ressources EPA 3,5 2,0 2,1 Produits de gestion et financiers 0,5 0,4 0,3 (1) montant global des rémunérations Ressources affectées 0,5 0,0 0,1 brutes et charges employeur versées ou provisionnées par l’État pour les personnels Taxe d’apprentissage 1,5 1,5 1,4 affectés à MINES ParisTech ; ne sont pas Subventions collectivités 1,0 0,1 0,3 prises en compte les rémunérations des Ressources hors EPA 34,5 35,0 37,0 ingénieurs-élèves de MINES ParisTech en Armines 25,8 29,0 30,0 formation à l’École. CNRS (2) 0,8 1,0 1,0 (2) hors moyens attribués par le CNRS Autres partenaires 7,9 5,0 6,0 au LMS, principalement rattaché à l’École Polytechnique, comptabilisés dans la rubri- Total 82,1 82,7 85,0 que « partenaires ».

Les dépenses issues de la comptabilité analytique

Enseignement* (20 %) Recherche** (80 %)

15% 15% 26%

11%

63% 21% 5% 2% 4%

38%

■ Cycles Ingénieurs ■ Science de la terre et de l’environnement ■ Mastères spécialisés ■ Énergétique et génie des procédés ■ Master DNM ■ Mécanique et matériaux ■ Doctorat ■ Mathématiques et systèmes ■ Autres (extérieur, formation continue…) ■ Économie, management, société

* hors rémunération des étudiants ** y compris encadrement du doctorat, environ 5 % 18 Rapport d’activité 2008 mines parist ech 19

Répartition Répartition par employeur par fonction

Les effectifs

au 31 décembre 2008 A / Minefe hercheurs utres étudiants utres utres École Total EP AR MINES A Enseignants personnels D octorants D octorants Post- A Effectif féminin C A Direction & administration (1) (2) (3) Direction Générale & Services Généraux (DG) 51 50 1 — — 51 — — — 36 Direction Corps Technique de l’État (CTE) 3 3 — — — 3 — — 46 7 Direction des Études (Ingénieur Civil) (DE) 25 25 — — 9 16 — — 449 132 Direction de la Recherche (DR) 9 7 2 — — 9 — — — 7 Délégation Paris 16 16 — — — 16 — — — 6 Délégation Fontainebleau 19 19 — — — 19 — — — 10 Délégation Sophia Antipolis 13 13 — — — 13 — — — 5 Délégation Évry 3 3 — — — 3 — — — 3 Sous-total 139 136 3 — 9 130 — — 495 206 Services communs Centre de Calcul & des systèmes d’information (CCSI) 13 13 — — 2 11 — — — 6 Bibliothèque 23 21 2 — — 23 — — — 18 Musée de Minéralogie 5 5 — — 3 2 — — — 3 Presses des Mines 2 2 — — — 2 — — — 2 Sous-total 43 41 2 — 5 38 — — — 29 Sciences de la Terre et de l’Environnement Géosciences 138 77 31 30 51 37 43 7 55 69 Sous-total 138 77 31 30 51 37 43 7 55 69 Énergétique et Génie des Procédés Énergétique et Procédés (CEP) 161 66 67 28 30 69 59 3 128 69 Sous-total 161 66 67 28 30 69 59 3 128 69 Mécanique et Matériaux Mise en Forme des Matériaux (CEMEF) 149 67 68 14 31 28 72 18 23 52 Matériaux (MAT) 184 62 60 62 31 51 94 8 13 51 Mécanique des Solides (LMS) 54 15 2 37 5 44 — 5 23 17 Sous-total 387 144 130 113 67 123 166 31 59 120 Mathématiques et systèmes Automatique & Systèmes (CAS) 22 11 4 7 7 3 11 1 — 1 CAO Robotique (CAOR) 55 28 13 14 15 12 25 3 20 15 Mathématiques Appliquées (CMA/INRIA) 47 16 20 11 9 12 25 1 17 18 Morphologie Mathématique (CMM) 26 12 8 6 8 2 11 5 — 6 Recherche en Informatique (CRI) 16 9 5 2 6 5 5 — 1 5 Bio-Informatique (CBIO) 11 7 3 1 4 1 4 2 — 3 Sous-total 177 83 53 41 49 35 81 12 38 48 Économie, management, société Économie Industrielle (CERNA) 22 13 2 7 9 2 10 1 — 7 Gestion Scientifique (CGS) 39 15 4 20 14 3 20 2 — 15 Risques et crises (CRC) 45 18 21 6 8 10 27 — 15 17 Sociologie de l’Innovation (CSI) 28 11 6 11 10 6 11 1 — 13 Sous-total 134 57 33 44 41 21 68 4 15 52 Autres Instit. Sup. d’ingénierie et de gestion de l’envir. (ISIGE) 9 9 — — 4 5 — — 39 26 Sous-total 9 9 — — 4 5 — — 39 26 Effectifs globaux 1188 613 319 256 256 458 *417 57 829 619 Doctorants inscrits dans d’autres établissements (4) 43 — — 43 — — 43 — — — Total général 1231 613 319 299 256 458 460 57 829 619

(1) enseignants-chercheurs permanents. (2) ingénieurs fonctionnels, personnels techniques et administratifs et visiteurs. (3) Élèves-ingénieurs, Mastères spécialisés (MS), Masters, Corps Techniques, Institut Supérieur des Techniques, Formation continue… (4) doctorants inscrits dans des établissements extérieurs dont 31 au LMS. (*) plus 2 permanents inscrits en doctorat. 20 Rapport d’activité 2008 mines parist ech 21

Organigramme*

Conseil d’Administration D. Ranque Sciences de la terre & environnement Directeur Communication Géosciences D. Goetz B. Legait C. Grosz

Études Énergétique – génie des procédés P. Podvin, M. Lucas Énergétique et procédés d. Mayer Direction Relations Mécénat des études entreprises Chaires Mécanique et matériaux N. Cheimanoff I. Liotta J. Ducret Relations internationales Centre des matériaux E. Busso Pierre-Marie Fourt } G. Cailletaud * Direction des Corps J. du Mouza, P. Baladi techniques de l’État Mécanique des solides B. Halphen Formation des ingénieurs-élèves M-S. Tissier Mise en forme Y. Chastel P. Libreros des matériaux

Doctorat Délégations Mathématiques et systèmes R. Molins Direction Informatique R. Mahl Paris des recherches Formations spécialisées M-S. Tissier M. Schmitt et formation continue Automatique et systèmes N. Petit S. de Cacqueray Mathématiques appliquées N. Maïzi Institut Carnot M.I.N.E.S Bio-informatique J-P. Vert Fontainebleau P. Garnier Morphologie mathématique F. Meyer M. Franz CAO et robotique a. de la Fortelle Service financier O. Créoff Économie, management, société Évry Secrétaire général E. Busso Ressources humaines Économie industrielle M. Glachant P. Fournier M. Maalem Gestion scientifique F. Aggeri Paye Sociologie de l’innovation M. Akrich Sophia Antipolis Agent Comptable P. Fortin Centre de recherche sur les risques J-F. Agassant J-C. Giocanti et les crises F. Guarnieri Bureau des marchés A. Jaubert * directeur de l’unité CNRS

La tutelle Les Instituts

Ministre de l’économie, Conseil Institut supérieur B. Legait des finances et de l’emploi d’administration des techniques D. Ranque Institut supérieur F. Vincent d’ingénierie et de gestion de l’environnement Vice-Présidence du Conseil général de l’industrie, Ministre de de l’énergie et des technologies l’enseignement Les services communs P. Faure / J-J. Dumont MINES ParisTech supérieur et de la recherche B. Legait Centre de calcul et syst. d’information G. Huberman Tutelle des écoles Ch. Digne Bibliothèque & documentation C. Zur Nedden Conseil d’orientation stratégique Musée de minéralogie l. Touret des écoles des mines J-J. Gagnepain Presses des Mines s. Dekorsy

* au 5 mars 2009 20 Rapport d’activité 2008 mines parist ech 21

Les services coMMuns

La direction Le Directeur, Benoît Legait, assisté d’une Directrice Marie-Solange Tissier gère, par ailleurs, au sein du de la communication et d’un secrétariat, remplit les Ministère de l’économie, des finances et de l’emploi, missions définies dans le statut de l’établissement les carrières des ingénieurs au Corps des Mines, sous (Article 18, décret n° 91-1033 du 8 octobre 1991). l’autorité du Vice-Président du Conseil général de Celles-ci sont de trois types : l’industrie, de l’énergie et des technologies. ■ représentation de l’établissement à l’extérieur, notamment dans le cadre des réseaux de coopération ; Ce cycle est en cours de refonte, en liaison avec ■ préparation et exécution des décisions du Conseil d’Adminis- Télécom ParisTech, à la suite de la fusion des deux tration, en particulier dans la définition et la mise en œuvre de Corps des mines et des télécommunications en un la stratégie de l’établissement ; nouveau «Corps des mines». ■ responsabilité du bon fonctionnement de l’École. La direction de la recherche La direction des études Le Directeur adjoint, chargé de la Direction de la Le Directeur adjoint, chargé de la Direction des Études, Recherche, des formations post-diplômes et de la Nicolas Cheimanoff, assisté de deux adjoints et d’un formation continue, Michel Schmitt, assisté de trois service d’une vingtaine de personnes, assure : adjoints et d’un service de cinq personnes, assure ■ l’organisation du cycle « Ingénieur Civil des Mines de Paris » ; la tutelle des centres de recherche de l’École dans ■ l’animation des réflexions sur la formation des ingénieurs ; leurs activités de recherche et d’enseignement post- ■ la gestion du personnel enseignant ; master (enseignements spécialisés, doctorats, forma- ■ l’animation du comité pédagogique du cycle des ingénieurs tion continue). En 2008, une attention particulière a civils et du comité des études ; été porté à la coordination de la communication et ■ la gestion du matériel pédagogique, en particulier du matériel de la gestion administrative des mastères spécialisés audiovisuel et des locaux d’enseignement. et exécutive mastères spécialisés. Les missions de la Direction de la recherche recouvrent notamment les aspects suivants : La direction des corps ■ direction scientifique : élaboration de la politique scientifique techniques de l’État de l’École, orientation des activités de recherche des centres, relations industrielles ; La Directrice adjointe, chargée de la formation des ■ gestion des ressources humaines et financières allouées aux activi- corps techniques de l’État, Marie-Solange Tissier, tés de recherche, en concertation avec le Comité de la recherche ; assistée d’un adjoint et d’un secrétariat, assure l’orga- ■ organisation, animation et gestion des études doctorales de nisation du cycle « Ingénieur des Corps Techniques Mines Paris : gestion des inscriptions, organisation de cours de l’État » : recrutement, élaboration du programme d’intérêt général, gestion des soutenances de thèses et de et des emplois du temps, gestion des enseignants, la délivrance des diplômes, animation de la Commission des suivi des stages, animation du comité pédagogique études doctorales ; correspondant. ■ coordination des cycles de formations spécialisées : politique générale, création de nouveaux cycles (notamment cycles 22 Rapport d’activité 2008 23

intercentres), animation de la commission des Formations Les délégations Spécialisées ; ■ suivi de la carrière des chercheurs ; Les délégations de Paris (Marie-Solange Tissier), d’Évry ■ la réflexion sur la formation continue, en France et à l’étranger ; (Esteban Busso), de Fontainebleau (Michel Franz) et de ■ l’animation de réseaux d’experts en matière de formation et de Sophia Antipolis (Jean-François Agassant) ont la responsa- conseils tournés vers les entreprises ; bilité de la gestion quotidienne des implantations : ■ les relations avec Armines ; ■ la surveillance, la sécurité, l’entretien des locaux ; ■ la mise en œuvre de méthodes et moyens pédagogiques ■ l’accueil, le courrier et le standard téléphonique ; nouveaux - en particulier la formation à distance ■ les installations de reprographie et prestations de travaux et le e-learning. pour les différents services de l’École, en complément de leurs moyens propres. Enfin, depuis 2005, le Directeur de la Recherche assume également la direction de l’Institut Carnot Elles font des propositions pour la conception des projets M.I.N.E.S. de construction et la préservation du patrimoine immo- bilier et assurent l’exécution des projets : instruction des permis de construire, relations avec les architectes et les Le secrétariat général entreprises, suivi des chantiers, réception des bâtiments… Les délégations de Sophia Antipolis et d’Évry gèrent Le Secrétaire général, Patricia Fournier, assistée de deux également l’ensemble des aspects administratifs des adjoints, Myriam Maalem et Alain Girard, assure, sous divers cycles d’enseignement : l’autorité du Directeur, la direction administrative des ■ Ingénieurs civils, pour la partie localisée à Sophia ; services de l’établissement. ■ Mastères ; ■ doctorats ; À ce titre, elle anime et coordonne l’activité admi- ■ Formation continue. nistrative et financière de l’École et dirige des services spécialisés : ■ le service des ressources humaines, dirigé par Myriam Maalem (gestion du personnel et relations sociales) ; ■ le service financier, dirigé par Odile Créoff Autres services communs (gestion des commandes et des mandats, administration des budgets des services de l’École) ; Les services suivants, en support des laboratoires et ■ le bureau des marchés dirigé par Annick Jaubert ; des étudiants de l’École ont également une mission ■ le bureau de la paye, dirigé par Patrice Fortin de service public et de diffusion des savoirs et de (gestion de la paye et des bourses de recherche) ; l’information : ■ la mission affaires juridiques, assurée par Régine Béru. ■ Centre de calcul et des systèmes d’information (CCSI) ; ■ Bibliothèque et documentation ; ■ Musée de minéralogie ; L’agence comptable ■ Presses des Mines. Jean-Christophe Giocanti, nommé par arrêté conjoint des ministres chargés de l’Industrie et du Budget, assure, sous sa responsabilité, le paiement et la comp- tabilisation des recettes et des dépenses de l’établisse- ment. L’agence comptable compte quatre personnes. 22 Rapport d’activité 2008 23 Centre de calcul et des Directrice : Gladys HUBER MAN systèmes d’information Responsable Informatique de gestion : Jean-Michel Viovy Téléphone 01 40 51 91 40 population hétérogène...). Compte tenu des contraintes Télécopie 01 40 51 93 01 de ce contexte, l’objectif premier du filtre est de dégrossir Courriel [email protected] fortement le trafic et de ne soumettre que le résidu à un filtrage fin. Le temps de traitement doit rester faible de Web http://www.mines-paristech.fr/ façon à être capable de traiter un trafic important.

Enseignants chercheurs 2 j-chkmail (www.j-chkmail.org) utilise des méthodes de Autres personnels 11 filtrage de contenu, et analyse le comportement des passerelles de messagerie distante. C’est cette coopération des méthodes de filtrage qui permet d’améliorer les résultats individuels de chaque méthode. La surveillance perma- Activités nente de la charge du serveur, ainsi que celle de la consom- ■ gestion, mise à disposition, et suivi des moyens de calcul mation de ressources par les passerelles distantes, protège communs pour l’enseignement ; le serveur contre des attaques de déni de service. La vérifica- ■ enseignements d’informatique, assistance technique aux tion du contenu permet d’assigner une note, reportée dans différents utilisateurs ; les en-têtes du message. L’utilisateur peut, selon ses besoins, ■ réseau informatique du site de Paris, suivi des interconnexions, utiliser le marquage simplifié, ou personnaliser la manière de la sécurité et des moyens généraux informatiques de l’École ; dont il exploite les informations du serveur. Le filtre utilise ■ développement et suivi de services de communication informatique une implantation particulière de la technique de « grey- de l’institution, responsabilité des systèmes d’information de l’École ; listing ». Les derniers travaux ont permis d’améliorer ■ TICE : Technologies de l’information et de la communication pour fortement l’efficacité du filtrage statistique de contenu, et l’enseignement ; ce, même au niveau du serveur. Des archives publiques ■ informatique de gestion des services administratifs. de listes de diffusion sont utilisées pour l’apprentissage du filtre « bayésien ». Enfin, le contrôle de la validité des Systèmes et réseaux destinataires permet de détecter des tentatives d’attaque Le CCSI gère des infrastructures réseau de l’École : il de type « dictionnaire ». À la demande des utilisateurs, la a la responsabilité de serveurs d’intérêt général - DNS, possibilité existe maintenant de personnaliser des options courrier électronique, annuaire, listes de diffusion, etc. de filtrage individuel au niveau du serveur. La structure de l’annuaire LDAP évolue afin de mieux prendre en charge les « rôles » des utilisateurs. Enfin, si le bilan de l’année écoulée montre une baisse sensible des spams apparents aux utilisateurs, ceux qui De nombreux outils de gestion des réseaux élaborés arrivent sur nos serveurs ont augmenté d’un facteur 5, ce au CCSI sont utiles aux autres centres ou sites. Outre le qui montre réellement l’efficacité du filtrage ! développement d’outils à usage interne (statistiques, gestion et configuration de système), certains des logi- Du point de vue de l’infrastructure matérielle, le cœur ciels développés sont mis à disposition d’utilisateurs de réseau et le routeur du site parisien ont été remplacés extérieurs. C’est le cas par exemple de vigilog, outil d’ex- en 2008. Le CCSI s’est ainsi doté de matériels puissants pour ploitation des « logs » journaliers de routeurs, et surtout optimiser la réception et la transmission des données. de j-chkmail, logiciel pour serveur de messagerie.

Ce dernier est un logiciel de filtrage pour les serveurs Web et Bases de données « sendmail » ou « postfix », utilisant l’API « milter », et Nous gérons et mettons à jour le serveur web de l’École, écrit en langage C. Conçu à l’origine pour lutter contre et assurons la maintenance de bases de données. Un outil les virus par la détection de fichiers attachés potentiel- d’organisation spécifique présentant les caractéristiques lement dangereux, il inclut des fonctionnalités « anti d’un système de publication de contenu pour l’internet a spam » particulièrement efficaces. Il possède une active été développé, pour répondre aux besoins des différents communauté d’utilisateurs dont plusieurs grands centres utilisateurs, et les aider dans la gestion des contenus qu’ils universitaires français et étrangers. La diffusion du logi- mettent en ligne directement. Cet outil est décliné en ciel, est depuis 2008, sous licence libre. Sa particularité 5 applications opérationnelles sur le serveur de l’École. est de chercher à résoudre le problème de filtrage de Nos réalisations concernent aussi les inventaires, les messages sur des serveurs de messagerie de taille impor- sondages, les réservations, et l’actualisation des catalogues tante (grand nombre d’utilisateurs, trafic important, de formation. 24 Rapport d’activité 2008 25

Enseignements, TICE Informatique de Gestion

Le Centre a la charge de certains enseignements d’in- L’équipe Informatique de gestion prend en charge les formatique (tronc commun de première année, analyse services administratifs : Secrétariat général, Ressources et conception orientée objet, méthodologie UML), mais humaines, Agence comptable, Service financier, Paye, s’implique aussi fortement par une assistance perma- Direction de la recherche et Direction générale). Ces nente, et par la mise à disposition de matériel, logiciel services sont demandeurs de solutions de communica- ou assistance pour les enseignements qui font appel à tion simples et efficaces, conciliant disponibilité, sécurité ses moyens de calcul. et ergonomie. L’éloignement géographique des divers sites d’implantation de l’École et la diversité des équi- L’activité liée aux TICE se renforce dans l’École grâce pements des centres de recherche de l’École imposent à l’accompagnement des enseignants qu’effectue la une utilisation de plus en plus fréquente d’outils de type cellule TICE et le relais par le CCSI. Ainsi, l’année 2008 a « intranet ». Impliquée dans tous les projets qui visent à permis d’avancer sur de nombreux projets concernant améliorer les tâches administratives de l’École, l’équipe les enseignants de l’École dans des domaines très variés Informatique de gestion intervient dans les négocia- comme la comptabilité et la gestion, la thermodynami- tions avec ses partenaires et met en place les solutions que, le « français langue étrangère », l’art et la science... adaptées. Marchés publics, affichage dynamique d’infor- La plate-forme de formation proposée en complément mations, inventaire, missions, contrôle de gestion, etc. aux outils déjà présents a hébergé environ 15 cours pour L’équipe reste, bien entendu, pour le personnel admi- une centaine d’utilisateurs. nistratif, l’élément de ressource et d’assistance privilégié, fournissant aide, formation et conseils indispensables au fonctionnement des outils informatiques. Créant ses L’École à l’heure de la baladodiffusion propres applications lorsque c’est nécessaire, l’équipe assiste les personnels dans leurs tâches quotidiennes, Un nouveau service, l’enregistrement de cours ou de conférences, et assure l’interface avec les sociétés qui fournissant des est proposé à l’École. En 2008, les cours d’automatique et les cours solutions de gestion. sur l’énergie et le changement climatique ont été entièrement enre- gistrés et sont accessibles librement en ligne sur les sites de l’École Configurations matérielles et de ParisTech Libres Savoirs. Nous conservons une organisation basée sur des serveurs Dans le cadre d’une Unix et Linux, ainsi que des postes de travail sous Linux, réflexion commune Windows et MacOS, afin de fournir à nos utilisateurs des avec ParisTech sur les environnements de travail adaptés à leurs demandes. Technologies éduca- tives, le colloque Les serveurs sont de deux types : SUN Enterprise sous TICE 2008 a retenu Solaris, et Dell PowerEdge sous Solaris x86, FreeBSD ou une communication Linux. Ceci nous permet de répartir au mieux les services intitulée Enregistre- nécessitant une grande fiabilité de fonctionnement, ou ment de cours pour la d’isoler ceux ayant des besoins spécifiques. Afin d’amé- Baladodiffusion, avis et retours d’expérience des élèves, des enseignants liorer la fiabilité, nous mettons en place une architecture et des internautes, co-rédigée avec TELECOM ParisTech. de duplication et synchronisation de certains serveurs essentiels.

En collaboration avec l’ISIGE, la cellule s’est fortement Plusieurs salles, sur le site de Paris, sont accessibles investie dans un projet lié à l’innovation pédagogique, aux utilisateurs de l’École. Elles proposent des environ- intitulé « outils pour les pédagogies actives », dont le but nements divers, avec un parc évolutif et de pointe. Le est de faciliter le développement d’études de cas numé- parc de PC comporte environ 100 postes. Ces machines riques. Les premiers résultats sont très encourageants. sont en « double boot » Linux ou Windows. Des outils de déploiement automatiques ont été développés, et L’École a, cette année encore, été très active dans le les configurations types sont constituées de nombreux cadre de ses réseaux (Groupe des écoles des mines et logiciels libres, ou commerciaux, à la demande des ensei- ParisTech) et, sur le plan national, dans les Universi- gnants. La salle Macintosh a été complètement renou- tés numériques thématiques auxquelles elle participe velée cette année. L’identification des utilisateurs est (UNIT et UVED). En effet, la cellule a présenté des projets unifiée pour ces différents environnements, avec des TICE à différentes occasions (journée de la e-formation outils tels que « Open LDAP » et « Samba ». de l’IGPDE, « Printemps d’UNIT » et stand ParisTech au colloque TICE 2008). 24 Rapport d’activité 2008 25 Bibliothèque et documentation

Directrice : Clothilde ZUR NEDDEN ■ 1 million de visites par an sur Pastel ■ 73% des visites sont issues d’utilisateurs français Bibliothèque de Paris Responsable : Nathalie Desdouits Forces et compétences Téléphone 01 40 51 90 56 du réseau documentaire Télécopie 01 40 51 90 67 Paris, Fontainebleau, Évry et Sophia Antipolis rassem- Courriel : [email protected] blent une équipe de 23 personnes qualifiées au service des utilisateurs. Cette équipe s’est engagée, dès 2008, Bibliothèque du Centre des matériaux dans une démarche de modernisation et de diversifica- Responsable : Odile Adam tion de ses missions. Un véritable réseau de compétences naîtra de cette action. Les premiers projets conduits ont Téléphone 01 60 76 30 57 concerné autant l’organisation et la cohérence des choix Télécopie 01 60 76 31 50 de collections que l’accessibilité des ressources sur place et à distance. Bibliothèque Sciences de la terre et environnement Modernisation des espaces Responsable : Guy Barbier pour un accueil personnalisé Téléphone 01 64 69 48 81 Le redéploiement des services et des personnes sur le site Télécopie 01 64 69 48 84 de Paris a ouvert la voie à une autre manière d’envisager l’accueil de nos utilisateurs. Les espaces sont rénovés et Bibliothèque de Sophia Antipolis accordés à l’usage qui en est fait. La mise en lumière des Responsable : Brigitte Hanot fonctions de recherche en Information scientifique et technique (IST) et d’assistance documentaire ont eu un Téléphone 04 93 95 75 37 impact bénéfique sur le taux de fréquentation par les Télécopie 04 93 65 43 04 élèves. Les salles de formation et de lecture ont triplé leurs capacités d’accès aux ressources documentaires Personnels : 23 électroniques. Les catalogues : http://bib.mines-paristech.fr

■ 32 000 entrées pour Paris et Fontainebleau ■ 175 places de travail pour les 4 sites ■ 963 jours d’ouverture cumulés pour les 4 sites

Une politique documentaire au service de la politique Diffusion internationale des richesses des fonds scientifique de l’École : un défi pour l’avenir ? patrimoniaux Accompagner la stratégie de l’École, faciliter la visi- L’année 2008 a vu la réussite de trois importantes opéra- bilité de l’excellence scientifique, accueillir et former tions de numérisation dans ces fonds patrimoniaux, les utilisateurs sont autant d’enjeux qui nous attendent intégrés au réseau des pôles associés de la Bibliothèque encore, au-delà de l’année 2008. nationale de France.

L’Atlas des mines de la Sarre, numérisé en 2007 (dans Visibilité de la production scientifique le cadre d’une convention avec la Maison inter-universi- Le projet de bibliothèque virtuelle, initié il y a plus taire des sciences de l’homme de Strasbourg), se trouve d’un an, est aujourd’hui mené en concertation avec les maintenant en ligne sur la base de données histCARTO autres établissements membres de ParisTech. Il devrait (http://www.misha.fr/sites_bdd.htm). aboutir, fin 2009, à la mise en place d’un portail d’accès aux publications des chercheurs : articles, communica- La numérisation des cartes géologiques départe- tions diverses, ouvrages... Au-delà d’une simple vitrine, mentales du XIXe siècle, possédées par la bibliothè- le projet répond à un double objectif : recenser cette que, ainsi que des descriptions géologiques qui les production, d’une part, et communiquer, d’autre part. accompagnent est achevée. L’opération a été réalisée C’est un complément à la visibilité déjà apportée par en partenariat avec le CNRS pour le site du réseau Pastel, l’outil de dépôt de nos thèses électroniques. européen pour l’histoire des cartes géologiques 26 Rapport d’activité 2008 27

histmap (http://www.hstl.crhst.cnrs.fr/i-corpus/hist- Ouverture sociale map/). Enfin, la collection du Journal et des Annales La bibliothèque de Paris a continué d’accueillir les des mines vient tout juste de voir sa numérisation, jeunes encadrés par Bernard Beaudouin, comme les engagée fin 2007, s’achever. Le travail a pu être effec- années précédentes. Cet échange a été aussi fructueux tué depuis le début de la collection, en 1794, jusqu’à pour ces futurs utilisateurs que pour le personnel de la fin de l’année 1890 ; il inclut une océrisation des la bibliothèque. documents qui permet une recherche textuelle par volume. Missions complémentaires au sein des Ressources numériques étoffées centres de recherche La globalisation de la gestion du portefeuille d’abonne Les bibliothèques d’Évry et de Sophia Antipolis ont ments a permis une réelle maîtrise des dépenses, parti- assuré un travail indispensable de proximité au sein culièrement en matière de ressources électroniques. Les des sites et participé activement aux groupes de travail négociations menées par le consortium universitaire mettant en jeu les outils informatiques et les contenus Couperin facilitent les économies d’échelle, bien qu’il numériques. Elles s’investissent tout particulièrement ne faille pas négliger la charge exponentielle qui pèse dans l’accompagnement bibliographique et la forma- sur les bibliothèques. tion à la recherche documentaire (35 h d’intervention, par exemple, à Sophia). L’offre de l’École est accessible sur les 4 sites et repré- sente une importante source d’information fiable et internationale. Les sites font par conséquent moins Formation et information appel à l’extérieur pour obtenir l’information. En plus des formations intégrées aux cursus, le réseau documentaire propose, depuis 2008, une offre « à la

■ 300 euros/utilisateur en dépenses documentaires cumulées pour les carte » pour l’appropriation des outils et les recher- 4 bibliothèques ; ches thématiques. Le résultat des interventions s’est ■ 5 000 titres de revues électroniques accessibles par les bouquets et traduit par des pics d’utilisation dans les mois qui ont bases de données ; suivi. Les élèves de première année et les doctorants ■ Plus de 84 000 sessions de recherches tous les outils confondus, hors ont été accueillis dès la rentrée dans nos locaux (10 h répertoires ; d’intervention effectuées à Fontainebleau et Paris). ■ Plus de 85 500 articles téléchargés sur bases de données biblio graphiques et bouquets de revues ; ■ 1 300 livres numériques acquis ; Enfin, une lettre d’information électronique, coor- ■ Près de 700 livres papier acquis, pour les 4 sites (en majorité de niveau donnée par la bibliothèque de Fontainebleau, permet recherche) ; de communiquer aussi bien sur les programmes ■ Une augmentation globale de 100 % en prêts interbibliothèques événementiels que sur les services de l’ensemble du constatée dans les 4 bibliothèques (multiplication de ces prêts par 4 réseau documentaire. à Fontainebleau) grâce aux accords de réciprocité et au réseau des écoles des Mines.

Perspectives 2009 : organiser, intégrer et diffuser ■ Développement de service en ligne ■ Formalisation de la stratégie documentaire et affichage des choix ■ Évolution du système d’information documentaire et enri- chissement des contenus numériques acquis ou produits ■ Préparation de l’entrée des catalogues dans le Sudoc (système universitaire de documentation) ■ Poursuite des partenariats régionaux ou thématiques ■ Réassort de collections dynamiques en libre accès ■ Participation aux groupes de travail du futur campus de Saclay 26 Rapport d’activité 2008 27 Musée de minéralogie Directrice : Lydie TOURET répertoriées et cataloguées, et mises à la portée Téléphone 01 40 51 91 39 toute personne intéressée. Les techniques modernes offrent à cet égard des possibilités incomparables. Télécopie 01 40 51 91 75 Elles nécessitent, toutefois, un énorme travail de Courriel [email protected] saisie des données et d’élaboration des logiciels de Web http://www.mines-paristech.fr consultation. Outil privilégié de communication, le site Internet du Musée, opérationnel depuis 1996, Enseignants chercheurs 3 est en cours de complète rénovation. Les visiteurs Autres personnels 2 internautes (plus de deux millions de connexions annuelles) peuvent déjà accéder à des bases étendues de données scientifiques. Ils auront à leur disposition une photothèque documentée des échantillons de la collection, comptant plusieurs milliers de photogra- Heures d’ouverture phies. Des liens permettent déjà de se connecter à des mardi à vendredi : 13 h 30 à 18 h sites tournés vers l’histoire des sciences (http://euro- samedi : 10 h à 12 h 30 et 14 h à 17 h min.w3sites.net/mineraux/accueil.html, http://anna- http://www.mines-paristech.fr/Fr/Services/Musee/musee.html les.org/archives). Ils seront étendus vers des sites plus thématiques, traitant des sujets les plus divers (gisements, faciès et paragénèses, inclusions fluides, etc.). Ce travail va de pair avec l’informatisation des catalo- Les préoccupations actuelles concernant l’avenir de gues, entreprise il y a plus de dix ans avec l’aide d’un notre planète, liées aussi bien aux problèmes envi- petit groupe de passionnés, assurant chaque année ronnementaux d’une humanité qui explose qu’à au Musée plus de 2 000 heures de travail bénévole. l’influence de plus en plus nette du réchauffement L’informatisation de la collection de minéralogie est climatique, mettent en évidence l’importance d’une terminée. On aborde maintenant les collections de « géologie de société », dans laquelle les musées de roches et de minerais, avec le souci de choisir une minéralogie doivent tenir leur place. Ils recueillent classification compatible avec celle d’autres instances et conservent un message de la nature qui, sans eux, internationales (IMA, Commission on new Minerals, aurait disparu à tout jamais. Beaucoup de minéraux Society of Mineral Museum Professionals). ou de roches, souvent parmi les plus spectaculaires, proviennent, en effet, de mines ou de gisements aujourd’hui disparus. Ils ont ainsi une valeur histori- Enseignement et recherche que inestimable. Mais, au-delà de l’aspect esthétique Minéralogie, pétrographie ou métallogénie n’ont qui touche le plus large public, ces échantillons restent certes plus la place de choix qu’elles occupaient. des objets scientifiques. Ils sont non seulement le Toutefois, dans la perspective des problèmes envi- support indispensable des enseignements spécialisés, ronnementaux et de la disparition programmée des mais ils suscitent aussi des recherches très actuelles, sources d’énergies traditionnelles, on assiste à un débordant le domaine des Sciences de la Terre pour regain d’intérêt pour ces disciplines. En témoigne, le toucher aux domaines de pointe de la Physique du succès rencontré - notamment auprès des élèves du solide et de la Science des matériaux. cycle Ingénieurs civils - par les cours de minéralogie, connaissance des pierres précieuses, introduction Les activités du Musée, au cours de l’année 2008, aux nanomatériaux, ou des cours décernés dans le peuvent être présentées sous trois rubriques : celles cadre de la semaine Athens. qui lui sont propres (Activités internes) ; celles effec- tuées au service de MINES ParisTech (Enseignement et Les activités de recherche sont de deux ordres: Recherche) et celles tournées vers l’extérieur (Mission ■ les travaux à caractère physico-chimiques, effectués en de service public). collaboration avec d’autres laboratoires sur certains minéraux (ankérite, bertiérite, olivine) ; Activités internes : ■ les recherches à caractère historique. Elles concernent soit les échantillons ou les savants (dont beaucoup sont de grands un Musée en mouvement Anciens de l’École) ou consistent en conseil auprès d’autres Des collections aussi importantes que celles du Musée, institutions. Ce dernier type de recherches, dans lequel le qui comptent plusieurs dizaines de milliers d’échan- Musée a acquis une incontestable notoriété, a donné lieu à tillons, n’ont de valeur que si elles sont correctement plusieurs participations et rencontres scientifiques, souvent 28 Rapport d’activité 2008 29

poursuivies par d’importantes publications: Symposium hors Musée, que ce soit à l’occasion de participations Jacques de Morgan, en collaboration avec le Musée d’Archéo- à divers rassemblement (Paris, ville européenne des logie de Saint-Germain-en-Laye (4 avril, publication des Actes sciences, où le Musée a présenté un certain nombre dans les Cahiers de l’Archéologie prévue en février 2009) ; d’échantillons relatifs à l’apparition de la vie sur la préparation et intervention au 6e Congrès international des Terre), ou lors d’expositions temporaires (Couleurs conservateurs à Denver (USA), en septembre (MM6, organisé sur Corps, en partenariat avec le CNRS, Fête de la dans le cadre de la section Musée de l’IMA) ; rédaction de Sainte-Barbe à Lynch-Bages, Noël Rêve Cosmic, au Prin- l’article sur Béguyer de Chancourtois dans l’ouvrage Géologues temps-Hausmann, Minéraux du Monde, à la Mairie et Paléontologues au XIXe siècle, publié par les Presses de de Poissy). l’École et enfin, participation aux Journées industrielles « Nanomatériaux » de l’Institut Carnot-Mines. La mission de service public du Musée s’exerce aussi au moyen des nombreuses publications dites Mission de service public de « vulgarisation », rédigées par ses personnels et publiées dans la revue Minéraux et Fossiles, dans les Depuis plusieurs années, le Musée perçoit un inté- numéros hors série comme dans la série régulière. rêt croissant pour les Géosciences de la part d’un large public, marqué par une augmentation sensible L’intérêt du public pour le Musée se marque du nombre des visiteurs (plus de 15 000 au cours par la vitalité de l’Association ABC Mines qui peut de l’année écoulée) : des visites régulières (visiteurs s’enorgueillir de plus de quatre cents membres isolés), mais surtout des visites guidées, avec une actifs. L’année 2008 a été marquée par le 20e anni- implication importante des personnels du Musée. versaire de l’association, faisant état d’un bilan La multiplication d’événements culturels (initiale- impressionnant : au total, des échantillons d’une ment nationaux puis européens) : Journées de la valeur totale de plus de 200.000 euros ont été Science, Nuit des Musées, Journées du Patrimoine, donnés aux collections. auxquels participe le Musée contribue grandement à sa popularité. Le Musée s’est également impliqué dans des manifestations propres à l’École, notamment la célébration C’est aussi dans ce cadre que l’on peut placer un du 225e anniversaire. certain nombre de manifestations, impliquant fortement certains personnels, et qui ont eu un succès indéniable en 2008. Première rencontre entre profes- Perspective d’avenir sionnels et amateurs des Géosciences, Géopolis a réuni Tout en continuant ses activités traditionnelles, le plus de 120 participants. Le Musée accueille réguliè- Musée prépare activement une exposition de prestige, rement les élèves concernés par l’action « Ouverture Notre Terre, ce joyau, qui se tiendra (fin 2009) dans sociale » conduite par MINES ParisTech. les locaux de l’École. Trois grands acteurs européens y participeront : le Musée de la Terre de Varsovie, La politique de contact et d’information auprès les lapidaires d’Idar-Oberstein et la collection Adal- du grand public, que le Musée considère comme berto Giazzotto de Pise. Cette exposition permettra une de ses tâches prioritaires, va toutefois bien aude rassembler sur la scène parisienne de véritables delà du simple accueil de visiteurs. De multiples objets d’art sur le thème général du «minéral, source activités ont permis de toucher une large audience, et avenir de l’homme».

Liste des minéraux présentés : Halotrichite Thomsenolite Sérandite Chalcopyrite Brochantite Azurite 28 Rapport d’activité 2008 29 Presses des Mines

Directrice : Silvia DEKORSY Faits marquants en 2008 Téléphone 01 40 51 93 17 ■ 20 nouveaux titres en 2008. Ce qui porte à 99 le nombre de Télécopie 01 40 51 90 25 titres publiés par les Presses ; Courriel [email protected] ■ Depuis septembre 2008 nos clients peuvent payer en ligne ; Web http://www.mines-paristech.fr/Presses ■ Les Presses de l’École et Le Club Mines-Stratégie ont orga- nisé en juin une conférence Les « stratèges » sans stratégie Personnels 2 – le cas Péchiney. Cette conférence, animée par Philippe Thaure, auteur de Péchiney vendu, a accueilli près de 100 personnes, parmi lesquelles de nombreux « anciens » Pechiney. Le métier des Presses : éditeur pour les ■ Á l’occasion de la parution des ouvrages Pour une sociologie chercheurs et les enseignants historique de la quantification et Gouverner par les nombres aux Presses, le professeur Alain Desrosières a prononcé une Notre principale mission consiste à apporter toutes les conférence publique sur le thème Gouverner par les nombres : compétences nécessaires à la publication des manus- de quelques controverses récentes sur les statistiques publiques. crits des chercheurs et enseignants de MINES ParisTech. Cette conférence co-organisée par le CSI et les Presses a Il s’agit d’ouvrages écrits par des spécialistes éminents accueilli plus de 100 personnes. pour un public averti, mais parfois trop restreint et qui, sans les Presses, n’auraient pu être publiés (tira- Promotion ges trop faibles ou sujets n’entrant pas dans la ligne éditoriale des grandes maisons d’éditions). Toute- Pour chaque lancement d’un nouveau livre, nous fois, nous sommes une maison d’édition ouverte à sommes assistés par une agence de communica- l’extérieur et c’est avec beaucoup de plaisir que nous tion, bien introduite auprès des journaux et revues publions les manuscrits venant d’auteurs extérieurs spécialisés. Nous réalisons également des mailings à MINES Paris – tout en gardant les valeurs et l’esprit très ciblés et toujours en parfaite adéquation avec des Presses. Ces valeurs reflètent nos engagements et le marché visé. l’attention que nous portons à la publication de livres au service de la diffusion du savoir. Distribution La diffusion des ouvrages s’effectue par plusieurs Notre organisation réseaux complémentaires : ■ vente sur place au bureau des Presses de MINES ParisTech, Édition à Paris ; L’équipe est composée de Silvia Dekorsy et de Domi ■ vente en ligne ; nique Dolcet qui sont chargées de contacter les auteurs, ■ partenaire de la société GEODIF EYROLLES, les Presses bénéficient de collecter des manuscrits nouveaux, de sélectionner d’un véritable circuit professionnel pour diffuser nos ouvrages les nouveautés et de gérer le portefeuille existant (fabri- dans les librairies spécialisées (Eyrolles, Fnac, Gibert…) ; cation, approvisionnement, expéditions…). ■ partenaires des Presses internationales Polytechnique pour la diffusion au Canada ; Le comité éditorial représentant les diverses compé- ■ référencement auprès de l’INST, Fnac.com, Amazon.com et tences scientifiques de l’École sélectionne les ouvrages alapage com. à publier et nomme des rapporteurs afin de garantir la qualité et la pertinence scientifiques. Nos atouts Nous bénéficions du prestige et du gage de sérieux de Fabrication MINES ParisTech et de ses enseignants. Les Presses des Mines ont choisi l’impression numérique qui permet des tirages faibles (à partir de 50 exemplai- Nous occupons un marché de niche sur lequel res) et une très grande flexibilité : peu de stock, mais peu de concurrents souhaitent s’aventurer : également peu de ruptures. La fabrication des livres est ■ une gamme de 7 collections thématiques (sciences écono- confiée à deux imprimeurs de la région parisienne. miques, sciences sociales, sciences mathématiques et 30 Rapport d’activité 2008 mines parist ech 31

informatique, sciences de la matière, sciences de la terre et de l’en- ■ des partenaires professionnels: des imprimeurs spécialisés et de taille vironnement, technologies, histoire et société) et de 2 collections humaine; un distributeur professionnel: Eyrolles ; transversales (les cours et libres opinions) d’une grande qualité ■ grâce à l’impression numérique, nous assurons un réassort rapide et scientifique et pédagogique ; évitons des ruptures de stock.

20 Parutions en 2008 (Commande et paiement en ligne : http://www.mines-paristech.fr/Presses/) 30 Rapport d’activité 2008 mines parist ech 31

& 32 Rapport d’activité 2008 mines parist ech 33

Effectifs Effectifs des cycles de formation ont Rappel dont d Diplômes CYCLE Durée 2007/2008 2008/2009 étrangers F. continue 2008 Ingénieurs civils (IC) 3 ans 422 426 85 — 128 1ère année 100 101 8 — — 2e année 152 145 36 — — 3e année et fin de scolarité (1) 170 180 41 — 128 Master professionnel rattaché au cycle ingérieurs civils 18 mois 19 23 22 — 10 Stratégies énergétiques 19 23 22 — 10 Corps techniques de l’État (CTE) 3 ans 50 46 — — 17 1ère année 17 15 — — — 2e année 16 15 — — — 3e année 17 16 — — 17 Institut Supérieur des Techniques (IST) 2 ans 28 29 — 13 1ère année 13 14 — — — 2e année 15 15 — — 13 Masters professionnels en partenariat avec d’autres institutions 2 ans 64 68 53 — 60 Sciences et technologie de l’environnement 23 19 16 — 23 Transport et développement durable 24 30 29 — 23 Maîtrise des risques industriels 17 16 5 — 14 Conception, modélisation et optimisation des procédés — 3 3 — — Mastères spécialisés, temps plein 12-16 mois 174 179 53 30 170 Ingénierie et gestion de l’énergie (OSE) 20 17 3 — 20 Ingénierie et gestion du gaz (Gaz) 18 15 2 2 18 Management international de l’énergie (ALEF) 12 11 5 — 12 Énergies renouvelables (EnR) (2) 10 11 3 3 10 Ingénierie et gestion de l’environnement (IGE) 29 26 2 10 29 Management international de l’environnement (EnvIM) 7 14 9 — 7 Management industriel & systèmes logistiques (MISL) 19 19 6 10 17 Management des syst. d’info. & des techno. (MSIT) (3) 33 32 8 4 33 Computational machanics (CompuMech) 10 8 4 — 10 Matériaux et mise en forme (MATMEF) 6 6 2 — 6 Comportement des matériaux et dim. struct. (CoMaDiS) 10 11 5 1 8 Bioplastics (Bio) — 9 4 — — Executive Mastères spécialisés, temps partagé 12-24 mois 60 101 33 101 49 Management QSE et développement durable (QSE-DD) — 10 — 10 — Fac. hum. et organis. du managt. de la sécu. ind. (FHOMSI) (4) — 19 — 19 — Management en mode projet (MMP) 29 33 33 33 23 Management des syst. d’info. et des techno. (MSIT) (3) — 15 — 15 — Ingén. production et infrastruct. en syst. ouverts (IPISO) 31 24 — 24 26 BADGE accrédités par la CGE 6 mois 23 24 — 24 10 Management associatif 23 23 — 23 10 Énergies renouvenables : enjeux et filières — 1 — 1 — Cycles du CESMAT 6-9 mois 41 48 48 47 40 Géostatistique (CFSG) 9 13 13 12 9 Exploitation à ciel ouvert (CESECO) 13 11 11 11 13 Évaluation économique de projets miniers (CESPROMIN) 10 13 13 13 9 Administration publique des mines (CESAM) 9 11 11 11 9 Doctorants (encadrés à MINES ParisTech) 3 ans 412 419 170 — 83 1ère année 116 113 47 — — 2e année 109 108 47 — — 3e année 102 107 40 — 36 Prolongation 85 91 36 — 47 Totaux 1 293 1 363 464 202 580

1) élèves polytechniciens restant 21 mois à l’École. 3) mastère en collaboration avec HEC. 2) avant la rentrée 2007, cette formation était un master européen. 4) mastère en collaboration avec ESCP-EAP. 32 Rapport d’activité 2008 mines parist ech 33 La formation

Les cycles Les principes pédagogiques ’École mène de nombreuses actions de forma- Malgré leur grande diversité, les cycles de formation tion, parmi lesquelles figurent depuis longtemps de MINES ParisTech sont conçus autour de quelques Ldeux cycles particulièrement prestigieux. L’un grands principes. Ainsi, les enseignants sont presque assure la formation des ingénieurs du Corps des mines toujours des chercheurs des laboratoires de l’École, et de quelques ingénieurs d’autres Corps techniques en contact fréquent avec les industriels qui leur de l’État, l’autre conduit désormais environ 150 élèves soumettent leurs problèmes. Ils transmettent donc issus des classes préparatoires aux grandes écoles, de un savoir à jour et en prise avec les besoins du monde l’École polytechnique ou d’universités françaises ou socio-économique et sont jugés non seulement sur étrangères, au diplôme d’Ingénieur civil des Mines la qualité de leur travail de recherche, mais aussi de Paris. L’École délivre également, pour des titulai- sur leurs qualités pédagogiques et leur disponibilité res d’un DUT ou d’un BTS ayant déjà une expérience vis-à-vis des étudiants qui évaluent régulièrement professionnelle, un diplôme d’ingénieur de l’Institut et anonymement la qualité des prestations qu’ils supérieur des techniques. reçoivent. Les élèves sont, dans chaque filière, sélec- tionnés avec le plus grand soin pour leur motivation Depuis la réforme LMD, l’École s’est impliquée dans et leur aptitude à tirer parti de l’enseignement à très la création de masters professionnels, seule ou en asso- haute valeur ajoutée qu’ils reçoivent. Ils bénéficient ciation avec d’autres écoles et ParisTech. d’un suivi individuel pendant l’ensemble de leur scolarité, dont la qualité est un élément essentiel de Depuis une dizaine d’années, les Mastères spécialisés la réputation de l’École. se sont fortement développés. MINES ParisTech propose 12 mastères spécialisés à temps plein et 5 en temps Enfin, le terrain occupe une place importante partagé, dans les domaines d’excellence de sa recherche. dans tous les cycles de formation. Ainsi, la plupart L’École anime par ailleurs, 4 cycles spécialisés du Centre des cycles comportent des stages avec tuteurs dans d’études supérieures des matières premières (CESMAT). des entreprises ou des laboratoires, en France ou à l’étranger, qui permettent aux élèves de complé- Environ 90 thèses de doctorat sont soutenues chaque ter leur formation théorique et de féconder leur année à l’École. réflexion par le traitement de problèmes concrets d’ingénierie, de recherche ou d’organisation. Évolution du nombre des diplômes Cycle de formation 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 Ingénieurs Civils 111 123 120 119 112 111 105 117 159 130 140 128 Master Pro rattaché au cycle Ingénieurs Civils ------7 10 Corps Techniques de l’État 19 19 19 15 13 13 16 16 18 16 16 17 Institut Sup. des Techniques 9 14 9 12 11 8 13 - 13 10 10 13 Masters professionnels (en partenariat) ------36 56 54 60 Institut Sup. d’Inform. & d’Automatique 14 15 14 9 16 13 10 11 8 9 7 - Mastères Spécialisés (MS) (à temps plein) 33 66 89 148 127 184 *221 *238 *249 *185 *214 170 Executive Mastères Spécialisés (à temps partagé) ------9 12 44 49 BADGE ------13 10 Cycles du CESMAT 39 37 47 38 40 33 38 34 34 35 40 40 DEA / Masters recherche 55 57 40 43 47 34 48 7 1 - - - Doctorats 75 95 71 85 98 77 99 83 90 116 86 83 Total 355 426 409 469 464 473 550 506 617 569 631 580 *) en incluant les diplômes en Masters européens ENR et ECPCEM 34 Rapport d’activité 2008 mines parist ech 35

LES INGÉNIEURS CIVILS Responsable : Nicolas Cheimanoff — [email protected] — Tél. : 01 40 51 91 36 http://www.mines-paristech.fr/ingenieurcivil À la création de l’École, en 1783, l’exploitation et la gnant de haut niveau et par des activités pédagogiques transformation des matières premières représentaient diversifiées, d’acquérir un solide bagage de connaissances l’essentiel du développement de l’activité économique fondamentales et de savoir-faire pratiques. Elle s’attache des pays européens. L’art des mines était, par excellence, à leur donner les moyens d’être de futurs créateurs de celui où devait s’exercer l’esprit scientifique. richesses et des acteurs très recherchés des entreprises.

Depuis lors, L’École perpétue sa vocation à investir de nouveaux domaines d’action, à la pointe des sciences Admission dans le cycle et des techniques et des évolutions de l’industrie et des Le cycle Ingénieurs civils des Mines de Paris accueille services. Ainsi, en-dehors des secteurs où ses compé- chaque année des élèves en première, deuxième ou tences sont reconnues de longue date, qu’il s’agisse des troisième années de scolarité : industries extractives, des sciences de la terre ou des ■ recrutement sur concours après les classes préparatoires. Environ 95 matériaux, l’École a développé un potentiel très impor- élèves sont admis en première année de cycle à l’issue du concours tant en mathématiques appliquées, génie des procédés, commun Mines-Ponts organisé conjointement par 8 écoles ; biotechnologies, énergétique et sciences économiques ■ admission sur titres. En première année, quelques places sont et sociales. offertes aux titulaires d’une licence ou de diplômes équivalents, français ou étrangers. En deuxième année une cinquantaine de Un des premiers objectifs du cycle Ingénieurs civils des places sont offertes : Mines de Paris est de rester proche de la pratique et du ■ en voie «généraliste» : aux ingénieurs de l’École concret, qui doivent être connus et maîtrisés à l’aide de polytechnique, et aux titulaires de certaines savoirs et d’outils théoriques. La pratique se traduit par maîtrises ès sciences, d’un diplôme d’études des stages industriels intégrés à la scolarité, des projets supérieures techniques (promotion supérieure du travail), réalisés en équipe et un important travail personnel d’op- ou de titres équivalents, français ou étrangers ; tion sur un sujet exécuté en liaison avec des ingénieurs ■ en voie «spécialisée» : aux ingénieurs de l’École en fonction dans l’industrie et sous la direction du corps polytechnique et aux élèves des Écoles normales dans le enseignant. L’École remplit ainsi sa première fonction de cadre de la Formation complémentaire intégrée, pour un diffusion de savoirs et de savoir-faire. cursus de 21 mois ; ■ master Stratégies énergétiques : les élèves de cette filière suivent Par ailleurs, dans un monde économique en constan- un cursus du type voie «spécialisée» ; te évolution, largement ouvert aux échanges interna- ■ étudiants visiteurs : différents étudiants issus d’établissements partenai- tionaux, l’École a pour deuxième mission de rendre res peuvent être admis pour 1 ou 2 semestres, en 2e ou 3e année. ses élèves capables de travailler dans un environnement changeant et multiculturel. À la sortie de l’École, En 2008, l’objectif fixé par le conseil d’administration les « Mineurs » auront d’importantes responsabilités a été atteint avec 31 % d’étrangers parmi les diplômés professionnelles ; ils sauront d’autant mieux anticiper, Ingénieurs civils et Master stratégies énergétiques. prévoir et s’adapter que leur formation se sera déroulée dans une institution qui évolue et innove, une école ouverte sur le monde. Admissions en 2008 ère L’École donne ainsi une grande importance aux 1 année enseignements relevant d’acquisition de savoir être, de Concours commun : faire savoir et de savoir-faire. Dans cet esprit, différents ■ 95 élèves ainsi répartis : 45 issus de la filière MP, 20 de la filière PC, enseignements sont consacrés à l’étude de controver- 25 de la filière PSI, 3 de la filière PT, et 2 de la filière TSI ; ses (dimension sociologique des grands problèmes de ■ 91 % des élèves n’ont passé que deux ans en classes préparatoires. société), à la découverte des métiers de l’ingénieur géné- Admission sur titres : raliste dans ses principales composantes (MIG), et à la ■ 5 élèves titulaires d’une licence de l’Université ou d’un titre étran- promotion de l’autonomie, de la prise de risque et de ger équivalent. l’esprit d’initiative (Acte d’entreprendre). Admission sur titres en 2e année

Ainsi, MINES ParisTech propose à ses élèves du cycle ■ en voie « généraliste » Ingénieurs civils une formation pluridisciplinaire, géné- 19 titulaires d’une maîtrise de l’Université ou d’un titre étranger raliste, à fort contenu technique, scientifique et socio- équivalent ; économique, leur permettant, grâce à un corps ensei- 34 Rapport d’activité 2008 mines parist ech 35

■ en voie « spécialisée » La scolarité est organisée en semestres d’une durée 28 élèves de l’École polytechnique. comprise entre 16 et 20 semaines, l’ensemble de la scolarité, pour les élèves admis en 1ère année, consti- Admission master Stratégies énergétiques tuant un minimum de 120 semaines. ■ 12 étudiants. La diversité des activités pédagogiques, des moda- Étudiants visiteurs en 2e ou 3e année lités et des moyens utilisés pour les mettre en œuvre, ■ 15 Européens (Erasmus ou IDEA LEAGUE) et Brésiliens. contribue au développement de qualités essentielles pour l’ingénieur. Ainsi, tout au long de leur cursus, Sur l’ensemble du cycle, on compte cette année les élèves du cycle Ingénieurs civils ont l’occasion de 107 étudiants étrangers (24 %) et 121 jeunes femmes découvrir le travail en équipe (réalisation de projets), la (27 %). communication écrite (rédaction de rapports de stage, de curriculum vitae, de lettres de motivation…) et orale (soutenance de projets, conduite de réunion…). Organisation et activités La taille réduite des promotions (une centaine d’élèves pédagogiques par année de formation) favorise des approches péda- gogiques variées et permet un véritable tutorat. Organisation du cycle Ingénieurs civils Crédits ECTS La première année est marquée par la fin des enseigne- Afin de faciliter les échanges avec les universités euro- ments de niveau « bachelor » et par une rupture pédago- péennes, le cycle Ingénieurs civils utilise le système gique avec les classes préparatoires. de « crédit » ECTS (European credit transfer system). Ces Au 1er semestre de 1ère année : « crédits » représentent, sous une forme numérique, ■ les modules d’initiation aux métiers d’ingénieur généraliste le volume de travail que l’étudiant doit fournir pour (MIG) : 4 semaines d’immersion dans les Centres de recher- chaque unité de cours. Dans ce cadre, 60 « crédits » che et les entreprises ; représentent le volume de travail d’une année scolai- ■ le stage d’observation en géologie se déroule sur 2 semaines, re. Pour l’ensemble des trois années du cycle Ingé- dès le mois d’octobre ; nieurs civils des Mines de Paris, les 180 « crédits » ■ les Controverses ; sont répartis de la manière suivante : 106 pour le tronc ■ l’Acte d’entreprendre : un projet personnel mené en 2 ans. commun, 32 pour les enseignements au choix et 42 pour l’activité d’option. Au 2e semestre de 1ère année : l’approfondissement des enseignements des sciences fondamentales et le stage d’exécution. Les stages La deuxième année est consacrée aux sciences de l’in- Trois séquences en entreprise sont intégrées à la génieur. La possibilité d’un semestre académique à l’étran- scolarité obligatoire : ger est offerte au3 e semestre en formation « graduée » ; ■ un stage d’exécution (4 semaines en première année) en milieu parallélement, un « mi-temps recherche » peut aussi industriel ; être proposé aux élèves, en collaboration avec les ■ un stage ingénieur (12 à 16 semaines en deuxième année) au centres de recherche de l’École. cours duquel un travail réel d’ingénieur est effectué à l’étranger ; La troisième année est consacrée aux options. L’accueil ■ un travail d’option (équivalent de 4 mois à temps plein en d’étudiants étrangers du meilleur niveau est une priorité 3e année) . de l’École qui souhaite leur proposer une gamme d’offres diversifiées. La 3e année, organisée autour des options, Un stage long d’une année est possible entre la répond en partie à cet objectif. deuxième et la troisième année.

Nombre minimal d’heures suivies par les élèves (par type d’activité)

Type d’enseignement 1ère année 2e année 3e année Enseignement de tronc commun 326 216 75 Enseignements personnalisés 311 94 0 Langues vivantes 120 115 30 Enseignements au choix 0 263 138 Activités d’option (dont travail en entreprise) 0 75 750 Stage en entreprise et à l’international 140 420 0 Activités physiques et sportives (facultatif) 151 138 63 Cycles culturels (facultatif) 23 13 13 36 Rapport d’activité 2008 mines parist ech 37

Acte d’entreprendre Heliotopia : électrification d’un dispensaire au Burkina Faso

L’enquête auprès des élèves en fin de 2e année montre leur satisfaction de gérer de façon autonome un projet de bout en bout : ils trouvent l’expérience très formatrice pour eux-mêmes. Heliotopia a été cette année un exemple très représentatif. Les élèves ont su lier une partie technique, une gestion de projet, et la découverte de délicates relations humaines pour réussir un projet humanitaire.

Acte d’entreprendre Les MIG ont été adaptés pour s’inscrire dans le cursus des élèves admis sur titres (AST) en seconde À leur entrée en 1ère ou en 2 e année (pour les admis année. sur titres), les élèves choisissent seuls ou plutôt en équipe, un projet personnel – dans le domaine scientifique, technique, social, culturel ou humanitaire – qu’ils Les MIG en 2008 doivent mener à bien avant la fin de la seconde année. Responsable : Marc Lucas Tout au long de sa démarche, l’élève est accompagné Coordinateurs : Daniel Abergel, Chakib Bouallou, par un tuteur qui peut le conseiller dans son travail et Denis Clodic, Evelyne Darque-Ceretti, lui faciliter les contacts extérieurs. L’Acte d’entrepren- Emmanuel Garbolino, Damien Goetz, José Gonzalez- dre permet aux élèves de se confronter à la réalité Aguilar, Franck Guarnieri, Vincent Lagneau, François- d’une gestion de projet mené avec des partenaires Pascal Neirac, Valérie Roy, David Ryckelynck extérieurs à l’École et sur une longue durée (2 ans). En 1ère année

■ ALEF : dessalement et énergies renouvelables ; Modules d’initiation aux métiers ■ AUTOMOBILE : confort sensoriel dans l'automobile ; de l’ingénieur généraliste (MIG) ■ EAU : le traitement des eaux résiduaires urbaines de demain ; ■ ENVIE : captage du CO2 ; Ces modules ont pour objectif la mise en rela- ■ NUCLÉAIRE : matériaux et sûreté nucléaire ; tion rapide des élèves avec les problèmes posés à ■ SANTÉ : l'ingénieur et la santé : enfants agités, le point de vue l’ingénieur manager d’aujourd’hui, dans toutes les de l'ingénieur ; composantes du métier. Ils sont fondés sur une ■ STOCKAGE : stockage du CO2 dans le Bassin Parisien ; rupture pédagogique qui insiste sur l’acquisition ■ SYSTÈMES EMBARQUÉS : conception de systèmes embarqués ; de méthodes ou de démarches plutôt que de savoirs. ■ URANIUM : exploitation de l'uranium. C’est aussi l’occasion de découvrir les centres de recher- e che de l’École, et d’acquérir des éléments de culture En 2 année (nouveaux élèves admis sur titres) industrielle lors de visites et conférences. ■ SÉCURITÉ : sécurité industrielle.

L’idée générale est, pour les élèves, de réaliser une micro-étude de développement. Pour cela, ils doivent Les enseignements au choix mesurer le problème, à l’occasion de visites indus- (ou « enseignements spécialisés ») trielles, connaître les outils scientifiques et techniques disponibles, dans les centres de recherches, et propo- À différents moments de leur scolarité, les élèves doivent ser une solution (mini-projets). Une soutenance orale, choisir un minimum d’enseignements spécialisés pour réalisée par le groupe d’élèves de chaque module, est valider un nombre d’unités de valeurs imposé, semestre faite devant un public et un jury ouverts sur l’exté- par semestre. Leur proportion croît constamment tout rieur de l’École (industriels, journalistes, personnali- au long de la scolarité. Le choix des enseignements tés). Un rapport écrit est aussi réalisé. spécialisés par les élèves est libre, les responsables 36 Rapport d’activité 2008 mines parist ech 37

d’options étant toutefois en droit de conseiller certains l’Université de Séoul en Corée, le Tokyo Tech au Japon, l’Uni- enseignements (au maximum 50 % du volume à choisir versité de Novossibirsk et BAUMAN en Russie et l’Université de par l’élève). Des enseignements spécialisés se déroulent Queensland en Australie. Dans la plupart des cas, ce semestre en parallèle et sont parfois proposés simultanément académique peut être pris en compte par les universités étrangè- aux élèves de 2e et de 3e années. Certains ne sont pas res pour l’obtention d’un double diplôme, après un complément dispensés tout au long d’un semestre, mais se déroulent effectué à l’issue de la scolarité à l’École ; en une semaine. ■ en outre, dans certaines conditions, la possibilité est offerte d’effectuer une année de césure entre la 2e et la 3e année en entrepri- Nouveautés enseignement 2008 se à l’étranger (une vingtaine d’élèves concernés en 2008/2009). 1ère année Le développement de l’accueil d’étudiants étrangers : à la rentrée 2008, l’École a accueilli 24 % d’étudiants étran- ■ Création d'un module de tronc commun différencié : gers dans son cycle ingénieur avec 29 nationalités repré- ■ Biologie synthétique – une introduction, sentées. Ceci est obtenu par l’accroissement constant du de Véronique Stoven ; nombre d’institutions partenaires (voir ci-dessous). ■ Énergie et développement durable, de Jean-Marc Jancovici. Une meilleure lisibilité de son offre de formation : L’École se présente maintenant comme une «graduate e 2 année : school» (cf. site web en anglais : www.mines-paristech.fr) ■ Création d'un 3e semestre « Recherche ». avec des formations à deux niveaux. Master (graduate) : 3e année : ■ le cycle Ingénieurs civils des Mines de Paris, en 3 ans ; ■ Analyse d'images : de la théorie à la pratique ■ un cycle «master of Sciences and executive engineering» en (Beatriz Marcotegui) ; 2 ans correspondant aux deux dernières années du cycle ■ Applications industrielles de la recherche opérationnelle Ingénieurs civils ; (semaine ATHENS, J-C. Culioli, Air France) ; ■ les diplômes nationaux de master (DNM), professionnalisants ou de ■ Éthique des multinationales (C. Renouard, centre SEVRES) ; recherche. ■ Cryptographie et théorie des nombres (P. Rouchon) ; Post master (post graduate) : ■ Nouvelle option Innovation et entrepreneuriat, pilotée par ■ ces formations post-diplômes incluent le doctorat et les mastères P. Mustar. spécialisés.

Le tout s’accompagne de l’adoption des crédits ECTS L’ouverture internationale et du supplément au diplôme suivant les normes euro- péennes. Les entreprises fonctionnent aujourd'hui dans une économie totalement mondialisée. Elles cherchent La création de nouvelles formations ciblées ainsi à recruter de jeunes cadres parfaitement aptes à pour un public international, les masters DNM et travailler au sein d'équipes multi-culturelles et à diriger masters conjoints : l’École a mis en place 5 masters des projets multi-localisés. Dans le but de développer en collaboration avec 5 écoles de ParisTech. cette dimension internationale chez ses élèves, l’École a décidé d’accroître fortement les échanges d'étudiants Suite à la mise en œuvre quasi générale de la par différents moyens. réforme de Bologne en Europe, MINES ParisTech cherche aussi à développer des cursus de masters L’envoi d’élèves en formation à l’étranger durant conjoints sur la base de cursus existants et facilement une partie significative de leur scolarité (formation et mutualisables (création en cours d’un master mathé- stages) : matiques industrielles). ■ tous les élèves ont l'obligation de faire au moins un stage industriel à l'étranger : stage d'ingénieur entre la 2e et la 3e année ou Le développement d’accords de coopération avec travail d’option en 3e année. Au total, chaque élève de l’École des institutions étrangères sélectionnées avec diffé- passe au minimum quatre mois à l’étranger pendant sa scolarité ; rentes modalités possibles : ■ une partie des élèves admis en 1ère année (environ 30%) a choisi ■ l’accord d’échange non diplômant, de type Erasmus d’effectuer le 3e semestre (début de la 2e année) dans une univer- (42 accords) ; sité étrangère sélectionnée par l’École. En 2008, cette possibilité ■ l’accord d’échange diplômant et de double diplôme est offerte pour le MIT et Caltech aux USA, Polytechnique Montréal (22 accords) : moyennant le suivi de deux années du cycle au Canada, Hong-Kong University en Chine, NUS à Singapour, Ingénieurs civils, l’étudiant étranger obtient le diplôme 38 Rapport d’activité 2008 mines parist ech 39

d’ingénieur civil des Mines de Paris (et le grade de master) Méthodes pédagogiques et, en cas d’accord avec son institution d’origine, et personnel enseignant le double diplôme ; ■ l’accord de recrutement par concours d’étudiants de niveau L’évolution des activités d’enseignement et de la péda- bachelor, comme c’est déjà le cas en Chine sous l’égide de gogie est constante à l’École ; elle résulte d’une concer- ParisTech dans plusieurs universités. tation permanente entre les différents partenaires : direction, personnel enseignant, élèves. Ceci passe par une plus grande implication de l’Éco- le dans ses réseaux nationaux et internationaux. MINES La richesse de l’enseignement provient en partie ParisTech développe ainsi avec ParisTech et avec le de la diversité des méthodologies, de l’initiative lais- GEM plusieurs actions internationales de coopération sée au corps enseignant et de l’adéquation entre et d’échanges d’étudiants tant en Asie (Chine, Inde, la méthode, le tempérament de l’enseignant et le Corée du Sud, Thaïlande, Vietnam) qu’en Amérique caractère du groupe d’élèves à qui est destiné l’en- Latine (Brésil, Chili, Argentine et Mexique) ou dans seignement. les pays de l’Est (Russie, Pologne, Ukraine, République tchèque). Un élève du cycle Ingénieurs cilils aura par exemple au cours de sa scolarité assisté à des cours magis- La recherche de l’accroissement de son partenariat traux, participé à des petites classes, à des travaux d’entreprises : l’École est très liée au monde des entre- pratiques et dirigés, pratiqué la recherche individuelle prises françaises et étrangères. Pour assurer le développe- et en groupe. En plus des contrôles de connaissances ment de leurs implantations à l’étranger, les entreprises traditionnels, il aura rédigé des rapports personnels, ont la nécessité d’avoir des cadres nationaux parlant réalisé des projets en équipe, conduit son Acte d’en- français et ayant bénéficié d’une excellente formation treprendre, travaillé à des études de cas, des program- d’ingénieur dans une grande école. Elles ont donc intérêt mes informatiques, constitué des dossiers, mené des à financer des bourses, intégrées dans un véritable parte- enquêtes. Certains auront participé à la conception de nariat négocié, pour des étudiants étrangers. Un poste produits ou à la gestion de programmes industriels. a été créé spécialement pour le développement de cette action, qui est aussi relayée plus globalement au niveau Outre les enseignements fondamentaux regrou- de ParisTech (action Fonds international). pés dans le tronc commun, les élèves choisissent des cours parmi une large palette d’enseignements Des procédures d’accueil et d’intégration particu- au choix ; ainsi, chaque «Mineur» se constitue un lières visant à optimiser l’intégration des étudiants cursus personnalisé. étrangers du cycle ingénieur : formulaires d’inscription en ligne français/anglais, obtention de bourses, facilita- Le cycle des Ingénieurs civils des MINES de Paris- tion de l’obtention du visa et de la carte de séjour et Tech repose sur l’activité d’un nombre important de du permis de travail, personne administrative dédiée, scientifiques attachés à temps plein à l’École - une journée d’accueil spéciale, visites pendant le stage de cinquantaine de personnes officiellement affectées à français préalable, accueil BDE, journées d’intégration, l’enseignement, mais aussi quatre-vingts personnes enseignement de FLE (Français langue étrangère) intégré affectées à titre principal à la recherche – qui apportent au cursus. un concours actif à la formation des ingénieurs. De nombreux chargés de cours appartenant à l’université, Les élèves ont l’obligation d’étudier deux langues au monde industriel ou à l’administration assurent étrangères (parmi onze proposées) et d’obtenir, également des enseignements dans des domaines où avant la fin de leur scolarité, un diplôme extérieur leur compétence est reconnue. dans la langue de leur choix (Proficiency mention bien, TOEFL 580 points ou TOEIC 850 points, ZMP niveau bien/très bien...). Les options L’École offre aux élèves 17 options au choix. L’option se L’ouverture internationale s’exprime enfin par des déroule surtout en 3e année. En 2e année, une période cours organisés dans le cadre d’échanges universi- de pré-option de deux semaines permet aux élèves de taires avec de grandes institutions européennes (dans le prendre contact avec la discipline. Ces connaissances cadre, entre autres, des semaines d’enseignements Paris- sont approfondies pendant un mois complet en début Tech-Athens) et des enseignements de culture économi- de 3e année (cours, jeux d’entreprise, travaux pratique : la globalisation de l’économie mondiale, institutions ques, mini-projets, visites industrielles en France et à européennes : Europe utile, une approche industrielle ; l’étranger). C’est ensuite en janvier et à partir d’avril International contracts for large-scale projects… que les élèves, seuls ou en binômes, se consacrent à 38 Rapport d’activité 2008 mines parist ech 39

leur sujet d’option proposé par une entreprise ou un ■ Géostatistique – Variabilité du courant circumpolaire antarctique ; organisme public. L’activité d’option représente un ■ Gestion scientifique – Guerre et paix dans la logistique entrepôts- total de 22 semaines. magasins ; ■ Ingénierie de la conception – Méthodes de conception et Exemples de sujets soutenus en juillet 2008 compétences des usagers : le cas des produits de préparation ■ Biotechnologie – Étude des mécanismes physiopathologiques culinaire ; communs entre les maladies à prions et la maladie d'Alzheimer ; ■ Machines et énergie – Étude et comparaison des solutions de ■ Développement industriel des procédés avancés – Mise au raccordement électrique d'un projet de parc éolien en mer ; point d'un prototype de tunnel de refroidissement de l'industrie ■ Management des systèmes d'information – Conception d'une agro-alimentaire ; application de suivi de production pétrolière ; ■ Droit et économie de l'entreprise – Étude des fonds souverains ■ Mareva – Reconstruction non linéaire en tomographie par réso- moyens-orientaux ; nance magnétique (Automatique) – Conception et contrôle d'un ■ Économie industrielle – Caractérisation économique des moyen- premier prototype de pouce (Robotique) – Détection de joueurs nes entreprises en Europe ; dans des vidéos de sport (Vision et morphologie) ; ■ Finance quantitative – Modelling, development and back testing ■ Sciences et génie des matériaux – Modélisation de la corrosion of trading strategies on commodities ; sous contrainte en milieu primaire des réacteurs à eau sous pres- ■ Génie atomique – Le réacteur HTR comme brûleur d'actinides sion de 900 MWe ; (Deep Burner). Comparaison des concepts à assemblages prismati- ■ Sol et sous-sol – Modélisation du comportement mécanique des ques et lit à boulets galeries expérimentales du laboratoire souterrain de l'ANDRA dans ■ Géosciences – Stabilité géochimique et géomécanique d'un stoc- la Meuse/Haute Marne ; kage de résidus industriels en cavités salines ; ■ Systèmes de production et de logistique – Optimisation du traitement des flux d'appels au sein d'un centre de réservation.

Répartition des élèves dans les différenteso ptions

Années OPTION 2e 3e (*) 4e RESPONSABLES Biotechnologie 8 5 4 P. Monsan, V. Stoven Développement industriel des procédés avancés 1 7 – A. Gaunand , C. Bouallou Droit et économie de l’entreprise 14 5 – F. Lévêque, M. Glachant Économie industrielle 5 10 – O. Bomsel Finance quantitative 12 17 1 M. Armstrong, A. Galli Génie atomique 5 8 1 N. Camarcat Géosciences 3 4 – P. Podvin Géostatistique 4 7 – P. Chauvet, H. Wackernagel Gestion scientifique 9 11 3 F. Pallez Ingénierie de la conception 11 7 3 P. Le Masson, B. Weil Innovation et entrepreneuriat 7 8 – Ph. Mustar Machines et énergie 19 24 2 J. Adnot Management des systèmes d’information 2 6 – F. Coelho MAREVA (Macro-option Mathématiques appliquées) 14 14 2 B. D’Andréa-Novel, Y. Rouchaleau, B. Marcotegui Sciences et génie des matériaux 2 8 1 A-F. Gourgues, M. Bellet Sol et sous-sol 5 4 2 D. Goetz Systèmes de production et de logistique 17 14 2 E. Ballot, H. Molet Total (**) 145 159 21 Master stratégies énergétiques x 13 10 J. Adnot, G. Le Blanc

(*) Voie spécialisée et MSE, diplômés en décembre 2008 (**) Dont 7 étudiants visiteurs non répartis 40 Rapport d’activité 2008 mines parist ech 41

Les autres Formations de niveau master

Les masters professionnels Transport et développement durable Les masters professionnels, tournés vers le monde économique et la société, permettent aux étudiants Responsable pour MINES ParisTech : Jérôme Adnot (CEP). d’acquérir une spécialisation très appréciée sur le Écoles associées : École des Ponts ParisTech, MINES Paris- marché de l’emploi. Tech, Polytechnique. En partenariat avec la Fondation Renault. Trois de ces masters se font dans le cadre de ParisTech. Le master Stratégies énergétiques, quant à lui, est rattaché Objectifs : Former des ingénieurs capables de re- au Cycle des ingénieurs civils. situer les projets de transport dans une démarche de développement durable et de prendre en considé- Ces formations de très haut niveau en science de ration l’inter-modalité, l’interface entre système des l’ingénieur sont bâties sur le modèle standard inter- transports, l’espace et la mobilité, ainsi que les consé- national des Masters of science. Elles s’adressent prin- quences économiques et sociales du secteur transport. cipalement aux étudiants étrangers titulaires d’un Ce master recrute au niveau M1 ou niveau Bac+4. Il est Bachelor of science ou d’un Bachelor of engineering. Les délivré en français et est sanctionné par un diplôme cours ont lieu dans une ou plusieurs écoles de Paris- de Master ParisTech. Tech. Un stage de 4 à 6 mois en entreprise complète le cursus. Durée : 16 mois. Effectifs 2008/2009 : 24 étudiants étrangers. Site web : http://www.enpc.fr/fr/formations/ dea_masters/pfr/pfr_accueil.htm Stratégies énergétiques Conception, modélisation et optimisation Responsables : Jérôme Adnot (CEP) et Gilles Le Blanc des procédés (CERNA) Responsable pour MINES ParisTech : Chakib Bouallou Objectifs : Rendre les étudiants aptes à participer (CEP). à l’élaboration des politiques énergétiques de leur Écoles associées : ENSTA ParisTech, MINES ParisTech, Agro entreprise ou de leur pays, en lien avec les entrepri- ParisTech, Polytechnique. ses du secteur. Ce Master est destiné prioritairement à des étudiants étrangers provenant des universités Objectifs : Aborder les concepts fondamentaux partenaires de MINES ParisTech dans le cadre des tout en privilégiant une approche système, axée sur programmes de mobilité (Erasmus, Unitech, Singa- la conception et la modélisation des procédés. Deux pour, Chine…). options : secteur de l’énergie, secteur agro-alimentaire. Adaptation immédiate dans d’autres secteurs Ce master est rattaché à la 3e année du cycle Ingé- industriels tel que la chimie, la pharmacie, la pétrochi- nieurs civils de MINES ParisTech. Il recrute au niveau mie... La notoriété internationale des établissements M1 ou niveau Bac+4. Il est délivré en français et est organisateurs en matière de recherche et d’innova- sanctionné par un diplôme de Master ParisTech. tion en génie des procédés, ainsi que les partenariats industriels de premier plan (TOTAL, ALSTOM, EDF, BEL, Durée : 18 mois. PERNOD-RICARD…). Ce master recrute niveau Bac+3. Effectifsau 31 décembre 2008 : 23 étudiants, dont Il est délivré en français et est sanctionné par un 22 étrangers. diplôme de Master ParisTech. (12 étudiants étrangers admis en 2008/2009 et 11 étudiants, dont 10 étrangers, admis en 2007/2008) Durée : 2 ans. Site web : http://masterenergy.mines-paristech.fr Effectifs 2008/2009 : 3 étudiants étrangers. Site web : www.ensta.fr/Approfondir_sa_forma- tion/Master_CMOP/ 40 Rapport d’activité 2008 mines parist ech 41

Gestion traitement des eaux, des sols et des déchets une entreprise (partenaire ou non). Les étudiants sont, plus particulièrement, destinés à travailler dans Responsable pour MINES ParisTech : Alain Gaunand (CEP). les filières à l’international de nos partenaires indus- Écoles associées : ENSTA ParisTech, MINES ParisTech, Agro- triels. Partenariats industriels : Veolia, Suez-Lyonnaise ParisTech, École des Ponts ParisTech, ENCP, ESPCI. des eaux.

Objectifs : former des cadres compétents dans les Effectifs 2008/2009 : 20 étudiants étrangers. métiers de l’eau, des sols ou des déchets pour iden- Site web : www.agroparistech.fr tifier, gérer et traiter les impacts environnementaux. Deux semestres constituent 2 grands ensembles d’enseignement consacrés respectivement aux outils et méthodes pour la connaissance des milieux, puis aux Les Masters recherche techniques pour le traitement des eaux, des sols et des déchets. À l’issue de la période de cours, la mise en Dans le cadre de la refonte du LMD, l’École s’est pratique des connaissances et l’insertion profession- associée à des universités et offre aujourd’hui 13 nelle se font grâce à un stage de 6 mois effectué dans Masters recherche.

Masters recherche

Mentions Spécialités Établissements conjoints Responsables EMP M. Deveughèle Géomatériaux et environnement Univ. Marne-la-Vallée (GÉOSCIENCES) Géo-risques et informations M. Deveughèle Univ. Marne-la-Vallée environnementales (GÉOSCIENCES) Géoenvironnement M. Thiry Géosciences et géomatériaux Univ. Paris 6, Cergy, ENS Ulm (GÉOSCIENCES) Univ. Paris 6, Paris 7, Paris 10, ENS Ulm, Environnements continentaux E. Ledoux Muséum, AGRO ParisTech, et hydrosciences (GÉOSCIENCES) ENS Géo

Matériaux pour les structures et l’énergie Univ. Paris 11, 12, ECP, EP, ENSCP, INSTN J. Besson (MAT) Matériaux et modélisation Physique des matériaux, mécanique J.-F. Agassant, UNSA, UTVS numérique Y. Demay (CEMEF)

Sciences de l’ingénieur Mécanique des fluides et énergétique Univ. Paris 6, ENSAM, EP, ENS Cachan D. Clodic (CEP) Sciences de l’électronique, Automatique et traitement du signal et Univ. Paris 11, ENSTA, ENS Cachan, J. Lévine (CAS) électronique et automatique des images INSTN, SUPELEC Économie du développement durable, Univ. Paris 10, ENPC, EP, INSTN, AGRO M. Glachant Économie et finance de l’environnement et de l’énergie ParisTech, ENSPM, EHESS (CERNA) Mathématiques, Modélisation, optimisation, informatique, recherche Univ. Paris 9 A. Hatchuel (CGS) décision et organisation opérationnelle

Projet, innovation, conception Projet, innovation, conception Univ. Marne-la-Vallée, EP B. Weil (CGS)

Gestion et dynamique des organisations Univ. Paris 10, EP, ESCP-EAP, ENS Cachan J.-C. Sardas (CGS) Sciences de gestion Management des organisations Univ. Paris 10, EP, ENA, ESCP-EAP, F. Kletz (CGS) et politiques publiques ENS Cachan 42 Rapport d’activité 2008 mines parist ech 43

Les mastères spécialisés Responsable : Stéphanie de Cacqueray — Tél. : 01 40 51 90 38 [email protected] — www.mines-paristech.fr/ms

MINES ParisTech propose aujourd’hui 12 Mastères ■ 4 à 6 mois de mission en entreprise consacrée à la réso- spécialisés à temps plein et 5 executive Mastères lution d’un problème industriel et concrétisée par un spécialisés à temps partagé. Depuis 1987,plus de mémoire écrit et une soutenance orale devant un jury. 2 200 étudiants ont reçu le diplôme de « Mastère ■ les « executive » Mastères spécialisés à temps partagé essentiel- Spécialisé (M.S.) » de MINES ParisTech accrédité par lement ouverts à la formation continue (voir page suivante): la Conférence des grandes écoles. Avantages du Mastère spécialisé Ces formations sont des formations Post Master de MINES ParisTech qui apportent une spécialisation de haut niveau ou une double compétence très recherchées par les entre- Les Mastères de l’École présentent pour les étudiants prises. Elles intéressent des jeunes diplômés de l’ensei- trois avantages principaux : gnement supérieur ou des personnes expérimentées ■ la très grande qualité de l’enseignement qui s’appuie sur la désirant donner un nouvel élan à leur carrière. compétence pédagogique et scientifique des enseignants-chercheurs de l’École et de ses partenaires académiques ainsi que sur la compétence des intervenants extérieurs issus du monde Liste des 12 Mastères spécialisés (MS) professionnel ; à temps plein ■ la pertinence des sujets des missions professionnelles Énergie soigneusement sélectionnés par les responsables de Mastères ; ■ le financement des études pour certains Mastères (les coûts de Ingénierie et gestion de l’énergie (OSE) Ingénierie et gestion du gaz la formation qui représentent environ 14 000 euros sont souvent pris en charge par les entreprises partenaires des centres de International Energy Management (ALEF)* Énergies renouvelables recherche dans le cadre d’un partenariat École-Entreprise). Environnement Ingénierie et gestion de l’environnement La rentrée 2008 International Environmental Management* Pour l’année 2008-2009, 280 étudiants étaient inscrits Logistique dans l’ensemble des Mastères spécialisés de MINES Paris- Management industriel et systèmes logistiques Tech, dont 101 dans les executive Mastères spécialisés. Parmi eux, on compte : Informatique ■ 30 % d’étudiants d’origine étrangère ; Management des syst. d’information et des technologies ■ 46 % de salariés en formation continue ; Matériaux et modélisation ■ 64 % d’étudiants qui bénéficient d’un financement de leur mastère. Computational Mechanics (anciennement Mécanique numérique)* Comportement des matériaux et dim. des structures Matériaux et mise en forme Bioplastics* (accréditation MS en cours)

* formations en anglais

On distingue : ■ les Mastères spécialisés à temps plein ouverts aux jeunes diplômés d’une école d’ingénieur, d’une école de commerce ou d’un Master dans lesquels sont également admis les personnes de niveau Bac+4 ayant acquis au moins 3 années Promotion 2007-2008 du Mastère Ingénierie et gestion du gaz, ©AFG. d’expérience. Déroulementdes formations : ■ 6 mois de formation théorique incluant au moins 350 heures de cours académiques et de conférences, des visites d’entreprises ou des voyages d’études ; 42 Rapport d’activité 2008 mines parist ech 43

Ingénierie et gestion de l’énergie : internationaux et insiste sur l’innovation technologique « Optimisation des systèmes énergétiques (OSE) » (énergies renouvelables, fusion nucléaire, micro-algues) et son management. En partenariat avec l’EDHEC et le CREDEN. Débouchés : managers et experts du monde énergé- Année de création : 2000. tique volontaires à l’international. Responsable : Gilles Guerassimoff CMA( , Sophia Antipolis). Fait marquant : vif succès auprès des partenaires Objectifs : former les décideurs qui devront conce- industriels acteurs de l’électricité, du pétrole, du nucléai- voir les projets énergétiques de demain dans un re, de l’éolien, de la chimie et de la finance. contexte marqué par la dérégulation des marchés et le Lieu : 4 mois de cours en France à Sophia Antipo- poids grandissant des contraintes environnementales. lis et 4 mois de cours en Chine à Pékin puis stage en Ce mastère assure aux élèves une compétence techni- entreprise. que dans tous les domaines concernés, une maîtrise Effectifs 2008/2009 : 11, dont 5 chinois. des aspects économiques et juridiques propres à ce Site : http://www.am2e.mines-paristech.fr secteur, ainsi qu’une formation au management de projets. Débouchés : études techniques, services économie, achat d’énergie, finance, conseil. Entreprises : Frama- tome ANP, Arcelor-Mittal, AREVA T&D, EDF, Ademe, GDF, Soregies, Roquette, SG, Altran, etc. Lieu : Sophia Antipolis. Effectifs 2008/2009 : 17, dont 3 étrangers. Site : http://www.ose.cma.fr

Ingénierie et gestion du gaz En partenariat avec l’Association française du gaz. Année de création : 1987. Promotion 2007-2008 du Mastère International Energy Management. Responsable : Dominique Marchio (CEP, Paris). Objectifs : apporter des compétences professionnelles dans les métiers du gaz. L’enseignement s’ap- Énergies renouvelables (EnR) puie en partie sur les sessions spécialisées du Centre de formation aux techniques gazières (CFATG). En partenariat avec l’EUREC Agency (EUropean Renewable Débouchés : métiers du transport, du négoce, Energy Centres) et les universités de Loughborough, Saragosse, du stockage, de la distribution et des utilisations des Oldenbourg, Newcastle, Athènes, Kassel. combustibles gazeux. Année de création : 2002 ; accrédité MS en 2007. Lieu : Paris Responsable : Didier Mayer (CEP, Sophia Antipolis). Effectifs 2008/2009 : 15, dont 2 étrangers. Objectifs : former des étudiants prêts à répondre à la Site : http://migaz.mines-paristech.fr demande croissante du secteur des énergies renouvelables. Les spécialisations proposées leur permettent d’ac- International Energy Management quérir une réelle expertise technique dans un domaine particulier tout en ayant une bonne vision du contexte « Alternatives pour l’énergie du futur (ALEF) » énergétique global. En partenariat avec l’INSA de Lyon et l’Université de Débouchés : chefs de projets à forte capacité d’inno- Tsinghua (Chine). Année de lancement : 2007. vation, pour l’industrie ou les bureaux d’études. Responsable : François-Pascal Neirac (CEP, Sophia Atouts : réseau de l’agence EUREC qui regroupe les Antipolis). centres de recherche européens du domaine des énergies Objectifs : former à la demande des entreprises du renouvelables. secteur énergétique actives à l’international des cadres Lieu : 4 mois en France à Sophia Antipolis pour au management des équipes, des risques et des projets. le tronc commun, puis 4 mois de spécialisation en Cette formation leur apporte une vision globale des Angleterre (photovoltaïque), Grèce (énergie éolienne alternatives énergétiques dans un avenir incertain et et énergie solaire), Espagne (biomasse) ou Allemagne mondialisé. Elle fait intervenir de nombreux experts (systèmes hybrides), puis stage en entreprise. Effectifs 2008/2009 : 11, dont 3 étrangers. Site : http://www.master.eurec.be 44 Rapport d’activité 2008 mines parist ech 45

Débouchés : grands groupes industriels interna Ingénierie et gestion de l'environnement (IGE) tionaux. En partenariat avec l’ENPC et AgroParisTech. Faits marquants : partenariat avec l’Université de Année de création : 1992. Pensylvanie depuis 2008 Responsable : Frédérique Vincent (ISIGE, Fontainebleau). Lieu : 4 mois de cours en France à Fontainebleau Objectifs : la dimension environnementale, et plus et 4 mois de cours en Chine à Pékin puis un stage généralement les questions de durabilité, sont désor- en entreprise. mais intégrées dans le management et dans les déci- Effectifs 2008/2009 : 14, dont 9 étrangers. sions stratégiques de l’entreprise. Ces questions font Site : http://www.am2e.mines-paristech.fr intervenir une multitude de compétences scientifiques, économiques, juridiques mais aussi sociales et éthiques. Ce mastère forme des cadres disposant d’une vision Management industriel large et capables de mettre en œuvre des outils et des et systèmes logistiques (MISL) méthodologies adaptées. Débouchés : responsables environnement, chargés Année de création : 1997. de mission, consultants dans les grands cabinets de Responsable : Hugues Molet (CAOR, Paris). conseil, agences de notation, bureaux d’études spécia- Objectifs : développer les capacités des ingé- lisés, collectivités territoriales, syndicats professionnels, nieurs et des cadres à mobiliser l’ensemble des CCI, l’ADEME, DRIRE, agence de l’eau, Ministères. démarches – planification, qualité, logistique amont Lieu : Fontainebleau et aval, maintenance des équipements, gestion en Effectifs 2008/2009 : 26, dont 2 étrangers. projets, conception des produits et des ressources – et Site : http://isige.mines-paristech.fr les outils de conception, de production et de logistique dans une optique d’intégration des processus. Une telle formation les conduira à auditer, à maîtriser et piloter ces processus, à les évaluer et éventuellement à re-concevoir les systèmes existants. Débouchés : responsables de bureau d’études, de méthodes ou de production, responsables industriels, responsables logistique, responsables qualité, chefs de projets, dans le domaine industriel et les services. Lieu : Paris Effectifs 2008/2009 : 19, dont 6 étrangers. Site : http://misl.mines-paristech.fr

Stage terrain Mastère Ingénierie et gestion de l’envirronnement. Management des systèmes d’information et des Technologies (MSIT) International Environmental Management (EnviM) En partenariat avec HEC. Année de création : 1998. En partenariat avec l’INSA de Lyon et l’Université de Responsable : Robert Mahl (CRI, Fontainebleau) Tsinghua (Chine). Année de lancement : 2007. Objectifs : préparer les étudiants à des fonctions Responsable : Frédérique Vincent (ISIGE, Fontainebleau). d’animation, de conception et de gestion applicative. Objectifs : former des ingénieurs européens et Cette formation est également ouverte aux person- asiatiques aux métiers du management de l’envi- nes expérimentées dans le cadre d’une reconver- ronnement et du développement durable dans un sion ou un projet d’évolution de carrière dans les contexte international. Sont abordés les fondements grands projets informatiques. Un voyage d’étude a scientifiques, les enjeux économiques, réglementai- lieu chaque année, en général en Inde, en Chine ou res et sociétaux ainsi que les méthodes et outils pour au Japon. l’aide à la décision permettant d’appréhender les Débouchés : consultant dans un grand cabinet de grandes problématiques environnementales : impacts conseil ou fonction de maîtrise d’ouvrage en systèmes industriels, santé-environnement, gestion de l’eau, d’information (SI) dans une grande entreprise. gestion des déchets… La pédagogie est interactive et Lieu : HEC et MINES ParisTech. basée sur des études de cas, des projets en équipes et Effectifs 2008/2009 : 32, dont 8 étrangers. des voyages d’étude en Europe et en Asie. Site : http://hec.mines-paristech.fr 44 Rapport d’activité 2008 mines parist ech 45

Computational Mechanics (CompuMech), techniques du CEMEF et quelques personnalités exté- ancien « Mécanique numérique (MecaNum) » rieures. Tous les étudiants ont obtenu un financement industriel. En partenariat avec l’École des ponts et chaussées, Débouchés : industrie, enseignement supérieur ou l’Université de Nice et l’INRIA. recherche publique. Année de création : 1999. Fait marquant : certains cours sont ouverts à la Responsable : François Bay (CEMEF, Sophia Antipolis). formation continue sous forme de séminaires. Objectifs : former des ingénieurs de haut niveau Lieu : Sophia Antipolis dans le domaine du calcul scientifique en mécani- Effectifs 2008/2009 : 6, dont 2 étrangers. que et en physique. Répondant à une forte demande Site : http://matmef.cemef.mines-paristech.fr industrielle, ce mastère permet de former des spécia- listes maîtrisant l’ensemble des disciplines interve- Bioplastics (BIO) nant dans la résolution de problèmes industriels à l’aide de la modélisation numérique et capables de Accréditation obtenue en 2009. faire une utilisation critique de grands logiciels. Année d’ouverture en tant que Formation spécialisée : 2008. Débouchés : sociétés de développement de logiciels Responsable : Tatiana Budtova (CEMEF, Sophia Antipolis) de simulation, départements de simulation numéri- Objectifs : permet d’acquérir des compétences que de grandes entreprises (automobile, aéronauti- techniques en physico-chimie, mise en forme des que, métallurgie…). polymères biodégradables et issus de la biomasse, Fait marquant : dispensé en anglais depuis septem- ainsi que des connaissances en biotechnologies, sur bre 2007 afin d’accueillir des étrangers. le développement durable, la modélisation et le Lieu : Sophia Antipolis management. Effectifs 2008/2009 : 8, dont 4 étrangers. Faits marquants : unique formation en Europe sur Site : http://compumech.cemef.mines-paristech.fr ce sujet ; tous les cours sont délivrés en anglais. Débouchés : ingénieurs spécialisés en R&D ou Comportement des matériaux bureaux d’études dans les secteurs chimie, automo- et dimensionnement des structures (CoMaDiS) bile, emballage, agro-alimentaire, pharmaceutique, cosmétique, construction, textile, papier… Année de création : 2000. Effectifs 2008/2009 : 9, dont 4 étrangers Responsable : Jacques Renard (MAT, Évry). Site : www.cemef.mines-paristech.fr Objectifs : couvrir des domaines allant des proprié- tés physiques (mécaniques ou non) jusqu’au dimensionnement de pièces industrielles. À l’échelle du matériau, les propriétés sont analysées en relation Insertion professionnelle avec les procédés de fabrication, les microstructures et satisfaction des diplômés* générées et les environnements dans lesquels évoluent les structures sollicitées. Le dimensionnement des 1 sur 2 structures est abordé par des cours théoriques large- C’est la part des étudiants qui ont trouvé un emploi avant ment illustrés par le traitement de cas concrets. la fin du Mastère spécialisé. Débouchés : experts en matériaux et calculs de structures dans de grandes entreprises : PSA, Safran, 89 % Renault, CEA, Airbus… C’est le pourcentage d’étudiants en poste moins de 4 mois Lieu : Évry après la sortie du MS. Effectifs 2008/2009 : 11, dont 5 étrangers. Site : http://www.mat.mines-paristech.fr/CoMaDiS 36 600 € (brut par an primes comprises) C’est le salaire moyen d’embauche pour un jeune diplômé Matériaux et mise en forme (MatMeF) de MS de MINES ParisTech sans expérience. Année de création : 1987. 98 % Responsable : Jean-Marc Haudin (CEMEF, Sophia Antipolis). C’est le nombre d’étudiants qui recommandent à un jeune Objectifs : combiner les approches mécaniques et diplômé de niveau Bac+5 de faire le MS qu’ils ont suivi. physiques et les appliquer à la transformation des matériaux (métaux, polymères) et aux composites, * Enquête réalisée en février 2008 sur 220 diplômés en intégrant la simulation numérique des procédés. de MS de MINES ParisTech (taux de réponses 80 %) Les intervenants sont des permanents scientifiques et 46 Rapport d’activité 2008 mines parist ech 47

Les corps techniques de l’État Directrice : Marie-Solange Tissier— [email protected] — Tél. : 01 40 51 90 31

Le cycle des Corps techniques de l’État à MINES Paris- Cachan et Lyon) ou de MINES ParisTech (cycle civil). Tech est destiné à former des hauts fonctionnaires, La formation est également ouverte à des élèves fonc- ayant acquis au préalable une solide formation tionnaires d’autres Corps, notamment ceux des télé- scientifique et technique. Le programme s’adresse en communications. priorité aux futurs ingénieurs du Corps des mines, qui occuperont des postes à responsabilité au sein Chaque promotion compte une quinzaine d’élè- du ministère chargé de l’économie et dans d’autres ves. À l’issue de la formation, les ingénieurs se voient ministères (écologie, énergie, développement durable, confier dans l’administration des responsabilités de aménagement du territoire, recherche, santé …). nature technique et économique, en matière de déve- loppement industriel et technologique, de sécurité industrielle, de protection de l’environnement, de sûreté nucléaire, etc. Ils peuvent également débuter Ingénieurs-élèves leur carrière dans la recherche, dans un domaine en formation en 2008-2009 présentant un intérêt pour la compétitivité nationale, Année ou encore à la Commission européenne. Origine 1ère 2e 3e Corps des mines 12 16 14 En 2009, le Corps des mines fusionnera avec le dont École polytechnique 9 11 10 Corps des télécommunications, pour donner naissance dont École normale supérieure 2 3 3 dont MINES ParisTech 1 2 1 à un nouveau Corps d’ingénieurs baptisé « Corps des Corps des télécommunications 3 2 1 mines ». Le recrutement du Corps fusionné sera ouvert Examen professionnel 0 0 1 également sur concours aux ingénieurs du cycle civil Total 15 18 16 de TELECOM ParisTech et à des titulaires du diplôme de doctorat. Le cycle de formation des ingénieurs du nouveau Corps des mines sera assuré conjointement Le recrutement se fait sur classement à l’issue de par MINES ParisTech et TELECOM ParisTech, suivant des l’École polytechnique ou sur concours spécifique principes proches de ceux de la formation actuelle du à la sortie des écoles normales supérieures (Ulm, cycle des Corps techniques de l’État.

Les stages en 2008-2009

Élèves de 1ère année Élèves de 2e année ANDRA Paris (75) Aéroports de Paris international Moscou (Russie) Areva Paris (75) Agence internationale de Autajon Montélimar (26) l’énergie atomique Vienne (Autriche) BNP Paribas Paris (75) Areva Saskatoon (Canada) EDF Nogent-sur-Seine (10) Olkiluoto (Finlande) Compagnie nationale du Rhône Lyon (69) BNP-Paribas Tokyo (Japon) Doublet Lille (59) Cambridge University Cambridge (Royaume-Uni) Lafarge Paris (75) Carrefour Bogota (Colombie) Latécoère Toulouse (31) Danone-Numico Moscou (Russie) Pouget consultants Paris (75) EDF Trading Londres (Royaume-Uni) Renault Douai (59) Electric Power Research Institute Palo-Alto (Etats-Unis) SNCF Paris (75) Elyo Londres (Royaume-Uni) Tenesol Lyon (69) Programme des Nations Unies Thales Limours (91) pour le Développement Bratislava (Slovaquie) Thalys Bruxelles (Belgique) Renault Guyancourt (78) Saint-Gobain Securit Sao Paolo (Brésil) SUEZ Technischen Universität München Münich (Allemagne) TOTAL Singapour Qatar 46 Rapport d’activité 2008 mines parist ech 47

Le but principal de la formation est de donner une formations à distance, dans une ou plusieurs matières connaissance théorique et pratique du fonctionne- enseignées à MINES ParisTech. Le stage se conclut par ment des entreprises, ainsi qu’une bonne compréhen- une semaine de synthèse en commun. sion des responsabilités de l’État dans les domaines technique et économique. La deuxième année consiste en un stage d’une durée de onze mois, à l’étranger. Il se déroule, le plus Elle se compose de deux années d’expérience souvent, dans une entreprise où l’ingénieur-élève professionnelle en entreprise (une en France et une à occupe des fonctions de nature différente et complé- l’étranger) et d’une année de formation généraliste de mentaire de celles du premier stage, par exemple dans haut niveau. Elle est largement ouverte sur l’interna- des fonctions commerciales ou financières. Certains tional, par les stages et par une forte intégration dans élèves peuvent aussi effectuer une année d’études le contexte économique et institutionnel européen. et de recherches dans un laboratoire universitaire. Comme lors du stage de première année, chaque élève Les ingénieurs-élèves sont suivis individuellement est suivi par un correspondant. par la direction des Corps techniques de l’État et par des tuteurs, afin qu’ils développent leurs compétences La troisième année se déroule à l’École, à Paris. et leur personnalité le plus largement possible. Elle est destinée à préparer les ingénieurs-élèves à leurs responsabilités administratives futures Enfin, un comité pédagogique formé de personnali- dans des fonctions de régulation et d’animation, tés de l’administration, de l’enseignement et de l’entre- aux interfaces entre l’État et les entreprises. Elle se prise s’assure de l’adéquation de la formation avec les compose de cours, de conférences, de séminaires et objectifs poursuivis et de sa constante actualisation. de missions d’études, y compris à l’étranger.

Organisation de l’enseignement Un « mémoire », travail de réflexion sur un sujet concernant les politiques publiques ou la gestion Une première période de deux mois, associant des entreprises, est effectué en binôme sous la direc- enseignements théoriques et pratiques, permet de tion d’un « pilote ». Il fait l’objet d’un rapport écrit présenter quelques mécanismes fondamentaux du et d’une soutenance orale. Ce travail de réflexion fonctionnement des entreprises. occupe environ la moitié du temps des ingénieurs- élèves de 3e année. Ce stage de première année se déroule générale- ment en France sur une période suffisamment longue Sujets de réflexion traités en e3 année (12 mois) pour que le stagiaire soit placé en position en 2007-2008 d’acteur véritable dans la vie de l’entreprise, comparable à un jeune ingénieur débutant. Il peut se dérouler Mémoires disponibles sur demande auprès de Dominique aussi bien dans une PME que dans une usine d’une Villeroy([email protected]) : grande entreprise. ■ Du bon usage des LBO (Guillaume Appéré et François Rosenfeld) Au cours de ce stage, l’ingénieur-élève entretient ■ La préférence communautaire, une expression à oublier, un des relations mensuelles avec un correspondant qui concept à réhabiliter (Gaëtan Rudant et Antonin Ferri) l’aide à tirer un maximum d’enseignements de cette ■ Power to the people ? Choix techniques, décisions politiques, expérience. débats publics (Sébastien Crombez et Brice Laurent) ■ Le malentendu suédois Pendant la durée des stages, les contacts avec l’École (Benjamin Huteau et Jean-Yves Larraufie) sont maintenus par des réunions de promotion pério- ■ Mais où donc est passé notre pouvoir d’achat ? diques qui permettent également aux élèves de parta- (Thomas Pillot, Anne-Cécile Rigail et Hubert Virlet) ger et confronter leurs expériences professionnelles. ■ Les phénomènes migratoires, un défi pour la France ? (Aurélie Bray et Soraya Thabet) De plus, tout au long de l’année, les stagiaires four- ■ Les risques épidémiques : Apocalypse tomorrow ? nissent un travail de réflexion individuel puis collec- (Claire Biot et Clément Lubin) tif sur un thème transverse (« Solidarités et rivalités ■ Les déplacements dans l’agglomération parisienne – Les désordres dans l’entreprise » en 2008-2009). Ils suivent aussi des de la gouvernance (Vincent Designolle et Fabien Terraillot) 48 Rapport d’activité 2008 mines parist ech 49

Deux exemples de sujets traités en 2007-2008

Du bon usage des LBO

La technique du rachat d’entreprise par effet de levier ou LBO, apparue aux États-Unis à la fin des années 1970, a récem- ment connu en France un emballement sans précédent. Son utilisation a pourtant subi un brutal coup d’arrêt à l’été 2007. Endettement déraisonnable des sociétés concernées, plus values insolentes des managers et des fonds d’investissement au mépris des salariés et des entreprises rachetées: ces mécanismes accumuleraient maintenant tous les vices. Cette étude, au-delà de l’analyse des dérapages de certaines opérations de LBO, essaie de faire un bilan de l’intérêt de ce type d’instrument et des conditions de sa réussite. Le LBO peut en effet s’avérer une thérapie utile pour « réveiller les belles endormies », et transformer de simples dirigeants en entrepreneurs avides d’améliorations opérationnelles. Au niveau macroéconomique, il permet de combler un manque en matière de renouvellement du capitalisme français et joue un rôle important de facilitateur des transmissions d’entreprises. Cette étude essaie également d’établir une classification des opérateurs deLBO entre investisseurs à fibre financière et investisseurs à fibre opérationnelle, et elle analyse en quoi ces derniers sont susceptibles de surmonter avec moins de difficultés la crise financière qui touchera particulièrement durement ce secteur.

Mais où est donc passé notre pouvoir d’achat

La question du pouvoir d’achat et de son évolution a fait l’objet de débats importants en France tout au long de l’année 2007-2008, avec en toile de fond une critique forte des chiffres affichés parINSEE l’ . Si la méthodologie de calcul de l’indice des prix est tout à fait solide, son interprétation est soumise à de biais perceptifs car on voudrait que cet indice mesure exactement les dépenses de consommation individuelle, ce qui n’est pas sa vocation. En revanche, cette étude met en lumière que la question de l’évolution des revenus est bien plus importante et significative : vieillissement de la population, baisse du chômage et explosion du travail précaire ont conduit à la stagnation du revenu salarial moyen ainsi que des pensions et retraites individuelles. À ces problèmes aucune réponse de court terme ne peut être donnée : l’amélioration du pouvoir d’achat passe par des réformes de long terme et notamment en matière de logement, puisque ces dépenses occupent une place croissante dans les dépenses des Français, et le parc social ne loge plus les plus modestes, qui sont pourtant les plus touchés par ces évolutions. 48 Rapport d’activité 2008 mines parist ech 49

Le DoctoraT Responsable : Régine Molins — [email protected] — http://www.mines-paristech.fr/Doctorat

La formation doctorale que dispense MINES ParisTech bénéficient d’un spectre de compétences particuliè- a une double vocation : rement large. Ils ont la possibilité de participer à des ■ former des docteurs de haut niveau scientifique, prépa- programmes pluridisciplinaires en partenariat avec rés à s’intégrer aux entreprises et capables de mener des des entreprises et reçoivent une formation solide aux projets industriels innovants ; enjeux du monde économique et social. ■ former de futurs enseignants-chercheurs aptes à conduire des programmes de recherche visant l’excellence acadé- L’École est habilitée à délivrer le diplôme de Docteur mique tout en développant des partenariats avec les de l’École nationale supérieure des mines de Paris dans acteurs économiques et sociaux, publics et privés. 16 spécialités. Elle est co-accréditée dans 7 Écoles doctorales avec Arts et Métiers ParisTech, les Univer- Pendant les trois années de recherche passées sités Pierre et Marie Curie, de Marne-la-Vallée, de dans une unité de recherche de l’École, les doctorants Nanterre et de Sophia Antipolis.

Répartition des doctorants Répartition des doctorants par département par école doctorale

Mathématiques EOS 396 9 % et systèmes 11 % 20 % Mécanique GRN 398 14 % et matériaux 9 % ICMS 431 Économie, management, 43 % société 11 % STIC 84 17 % Énergétique et SFA 364 40 % génie des procédés 6% Sciences de la terre 17 % SMI 432 et de l’environnement

Recrutement 2008 Tech est co-accréditée avec Arts et Métiers ParisTech. Le recrutement des doctorants fait l’objet d’une attention Concernant le type de rémunération de ces docto- toute particulière et concerne les étudiants titulaires rants : 25 % perçoivent un salaire École, 25 % sont sur d’un diplôme national de master ou d’un autre diplôme convention Cifre, 20 % ont un CFR Armines, 13 % ont conférant le grade de master à l’issue d’un parcours de un financement d’un autre organisme français et 5 % formation établissant leur aptitude à la recherche. Les sont allocataires du ministère de la recherche. candidats sont sélectionnés après une évaluation scientifique et technique menée par les centres de recherche, À l’issue de la rentrée 2008/2009, le nombre total sous forme d’entretien devant un jury pour évaluer les de doctorants s’élève à 419, avec 48 nationalités repré- candidats en termes d’aptitude personnelle et d’adéqua- sentées. Les doctorants ont reçu lors de leur inscription tion avec le sujet de thèse proposé. Outre un bon niveau une carte d’étudiant internationale (ISIC). de culture générale et scientifique et un bon niveau de pratique en anglais, les candidats doivent posséder de bonnes capacités d’analyse et de synthèse, d’innovation, Parcours de formation doctorale être motivés par l’activité de recherche et présenter un Les études doctorales s’étalent sur une période d’envi- projet professionnel cohérent. ron trois ans consacrée à la préparation de la thèse sur un sujet de recherche déterminé, sous la conduite d’un Pour la rentrée 2008/2009, 113 nouveaux docto- directeur de thèse. rants ont été recrutés. L’origine des doctorants 2008, dont 33 % de femmes, se répartit comme suit : 47 % Au cours de la préparation de sa thèse, le doctorant d’ingénieurs français, 30 % de diplômés étrangers, est pleinement intégré dans un centre de recherche de et 23 % d’universitaires français. Plus de 40 % de ces l’École. Il participe à l’ensemble des activités et de la doctorants sont rattachés à l’école doctorale Sciences vie scientifique du centre, et notamment aux activités des Métiers de l’Ingénieur dans laquelle MINES Paris- de recherche sur contrat et d’enseignement. 50 Rapport d’activité 2008 mines parist ech 51

Évaluation Évaluation Soutenance

1A 2A 3A

Thèse en partenariat avec les entreprises Approfondissement scientifique Modules scientifiques (60 h) Séminaires scientifiques Cursus professionnalisant Communication, insertion professionnelle (60 h) Socle commun Langues Anglais, FLE Activités d’enseignement

Formation « doctorat science et entreprise » (120 h) Outils juridiques Conception industrielle et entreprise pour Coût et financement de projet Publics, marchés, usagers

Exposés et visites d’entreprise ParisTech

ormations F octeur l’entreprise abel complémentaires Doctorat program in management de l’ENPC D School of international management ( 120 h) L

Le sujet de recherche traité durant la thèse fait mément aux directives de l’arrêté du 7 août 2006, est généralement l’objet d’un partenariat entre le docto- un droit pour le doctorant, mais aussi une chance pour rant motivé par les métiers de l’entreprise, le labora- son insertion professionnelle et sa future carrière. toire d’accueil fortement impliqué dans la recherche Outre les différentes exigences en termes de forma- orientée vers les milieux économiques et l’entreprise tion et d’évaluation des travaux scientifiques, il est de haute technologie. demandé à chaque doctorant de soumettre au moins une publication dans une revue avec comité de lecture Ainsi, la thèse, déclinée sous la forme d’un projet de et de participer à une conférence internationale, avec recherche avec l’entreprise, constitue une réelle expé- présentation orale en anglais. rience professionnelle dans le monde économique que le doctorant intègrera à l’issue de son doctorat. Les mesures de suivi des doctorants de l’École comprennent aussi les points suivants : Une meilleure valorisation du doctorat auprès des ■ une charte du doctorant, fixant les droits et devoirs respectifs entreprises passe par un renforcement des aspects de l’intéressé et de son équipe d’encadrement ; formation durant la thèse, en termes de formation ■ un encouragement à faire un séjour à l’étranger pendant la multiculturelle (dont une bonne capacité de commu- durée de la thèse (exemple : le label de docteur européen, ou nication en anglais), d’aptitudes au management, à encore thèse codirigée avec une université étrangère) ; l’entrepreneuriat et à l’innovation, en plus de l’ex- ■ une enquête d’évaluation en fin de thèse, adressée au docto cellence scientifique et technique de la recherche rant et à son directeur de thèse ; partenariale menée. ■ une aide au placement par la Direction de la recherche, en liaison avec son équipe d’accueil, l’ABG (Association Bernard Pour cela, les doctorants suivent un « socle Grégory) et Intermines-Carrières (Service Emploi Carrières de commun » de formation doctorale composé d’ensei- l’Association des anciens de MINES ParisTech) ; gnements doctoraux de différents types : ■ un suivi de carrière de la part de la Direction de la recherche ■ modules d’approfondissement scientifique en liaison avec la en vue de fournir aux écoles doctorales et aux associations de ou les disciplines académiques du projet de recherche, parti- doctorants un réseau d’anciens à jour actif et efficace. cipation à des séminaires dans les centres de recherche, intercentres, écoles doctorales... Domino (Doctorants et docteurs de MINES Paris- ■ modules de cursus professionnalisant : connaissances du monde Tech, « New Orientations ») est l’outil de gestion économique, communication, animation d’équipe, aide à l’inser- de la scolarité des doctorants partagé par la Direc- tion professionnelle… tion de la recherche, les Unités de recherche, les ■ cours de langues (anglais, français pour les étrangers non doctorants (et les docteurs) et les intervenants francophones). de formation. Les objectifs sont la centralisation des données, leur organisation, le suivi individuel Une évaluation, devant un jury, des travaux ou par groupe, le regroupement du catalogue des scientifiques à l’issue des ère1 et 2e années valide les formations et des documentations ainsi que la ré-inscriptions. Cette exigence de formation, confor- valorisation du parcours de formation doctorale. 50 Rapport d’activité 2008 mines parist ech 51

Outre la gestion des inscriptions et ré-inscriptions mentaire de qualité pour l’insertion professionnelle et depuis la rentrée 2007, l’outil permet une gestion et le déroulement de carrière du futur docteur. un affichage dynamiques, sur le site web du doctorat, des propositions de sujets de thèse, ainsi que des De nombreuses actions collaboratives ont été mises soutenances de thèses. en œuvre dans le cadre l’Institut doctoral ParisTech pour faire du doctorat un des produits phare de Paris- Pour la formation doctorale, citons l’établissement Tech, qui soit d’excellence internationale sur le plan d’une ordonnance de formation dès l’entrée en docto- académique et de référence pour les entreprises. rat, personnalisée en fonction du cursus antérieur et du projet professionnel, ainsi que l’établissement Label Paris Tech « Docteur pour l’entreprise » d’un Portefeuille de compétences, recensant l’ensemble du cursus doctoral (formations suivies, conférences, Parmi les doctorants qui se destinent à une carrière publications, séjours à l’étranger, activités d’enseigne- en entreprise, certains d’entre eux, sélectionnés en ment et toutes autres valorisations personnelles). Ce fonction de leur motivation et de leur futur projet portefeuille de compétences est joint lors des demandes professionnel, peuvent suivre une formation au mana- de réinscription, et sera joint au dossier de soutenance gement accréditée par ParisTech qui leur permettra de dès 2009. Ce portefeuille de compétences, véritable se porter candidat pour l’obtention du label « Docteur supplément au diplôme, constituera un gage supplé- pour l’entreprise » qui distingue des docteurs alliant

Les spécialités doctorales

Diplômés 1A 2A 3A Pro Total 2008 ED EOS 396 - Économie, organisations, société 14 11 9 13 47 8 Économie et finance (M. Glachant) 3 3 5 3 14 1 Sciences de gestion (A. Hatchuel) 7 7 3 5 22 5 Socio-économie de l’innovation (A. Hennion) 4 1 1 5 11 2 ED GRN 398 - Géosciences et ressources naturelles Paris 8 12 6 10 36 10 Dynamique et ressources des bassins sédimentaires (M. Thiry) 1 1 0 2 4 3 Géologie de l’ingénieur (M. Deveughèle) 0 0 0 2 2 *1 Géostatistique (J. Rivoirard) 2 3 2 2 9 1 Hydrologie et hydrogéologie quantitatives (E. Ledoux) 3 4 4 1 12 6 Techniques et économie de l’exploitation du sous-sol (M. Tijani) 2 4 0 3 9 0 ED ICMS 431 - Information, communication, modélisation et simulation 18 20 15 7 60 11 Géostatistique (J. Rivoirard) 0 5 2 2 9 1 Informatique temps réel, robotique et automatique - Fontainebleau (F. Irigoin, Y. Rouchaleau) 3 1 0 1 5 3 Informatique temps réel, robotique et automatique - Paris (F. Goulette, Y. Rouchaleau) 6 11 6 1 24 2 Mathématique et automatique (J. Lévine) 4 1 4 2 11 2 Morphologie mathématique (D. Jeulin) 5 2 3 1 11 3 ED SFA 364 - Sciences fondamentales et appliquées 20 14 22 17 73 18 Mécanique numérique (T. Coupez) 9 7 12 11 39 8 Sciences et génie des matériaux - Sophia Antipolis (J.M. Haudin) 11 7 10 6 34 10 ED SMI 432 - Sciences des métiers de l’ingénieur 47 44 50 36 177 29 Énergétique (L. Wald) 11 12 14 6 43 15 Génie des procédés (D. Richon) 3 3 6 2 14 5 Sciences et génie des activités à risques (F. Guarnieri) 9 4 5 8 26 4 Sciences et génie des matériaux - Évry (E. Busso) 24 25 25 20 94 5 ED STIC 84 - Sciences et technologies de l’information et de la communication 6 7 5 8 26 6 Informatique temps réel, robotique et automatique - Sophia Antipolis (J.P. Marmorat, Y. Rouchaleau) 6 7 5 8 26 6 113 108 107 91 419 83

* ED MODES 52 Rapport d’activité 2008 mines parist ech 53

l’expertise et la rigueur scientifique à des compétences L’enquête «1er emploi » montre que 51 % des docteurs managériales. MINES ParisTech propose la formation de MINES ParisTech ont rejoint les entreprises, 12 % l’en- « Doctorat science et entreprise » qui correspond à seignement supérieur et 37 % la recherche publique une formation renforcée spécifique en management et les collectivités (durée moyenne de leur recherche d’au moins 4 semaines, réparties sur les deux premiè- d’emploi : 2,5 mois). Par ailleurs, 65 % d’entre eux sont res années de la thèse. Elle comporte des unités de recrutés directement sur un CDI. valeur dans les domaines du droit, de l’innovation, de l’économie du changement et du management ; ces En 2008, l’École a accueilli des journées de doctorants enseignements prenant souvent la forme de jeux d’en- organisées dans le cadre des écoles doctorales : treprise et étant clôturés par des cycles de rencontre ■ Les journées de l’école doctorale Géosciences et ressources avec des acteurs du monde économique, ainsi que des naturelles ; visites d’entreprises. ■ et les journées de l’école doctorale Sciences des métiers de l’ingénieur.

L’École doctorale SMI 432, lors des journées des doctorants à MINES ParisTech.

Participations de MINES ParisTech dans les écoles doctorales

N° École doctorale Établissements Centre Responsable École Directeur ED co-accrédités 398 Géosciences et ressources Univ. Paris 6, GÉOSCIENCES E. Ledoux F. Baudin naturelles Paris ENSMP, ENGREF (E. Ledoux) 430 Matériaux, ouvrages, UMLV, ENPC, ENSMP GÉOSCIENCES M. Tijani A. Mebarki durabilité, environnement et structures

432 Sciences des métiers ENSAM, ENSMP CEP, MAT, CRC R. Molins G. Coffignal de l’ingénieur (R. Molins) 364 Sciences fondamentales UNSA, ENSMP CEMEF J-F. Agassant G-L. Lippi et appliquées (J.F. Agassant)

431 Information, communication, UMLV, CNAM, ENPC, CMM, CAS, CRI, CBIO, R. Molins R. Eymard modélisation et simulation ENSMP GÉOSCIENCES, CAOR

84 Sciences et technologies UNSA, ENSMP CMA J-P. Marmorat M. Barlaud de l’information et de la communication 396 Économie, organisations, société Univ. Paris 10, ENSMP CGS, CSI, CERNA A. Hatchuel O. Favereau (J-C. Sardas) 52 Rapport d’activité 2008 mines parist ech 53

La Formation continue http://www.mines-paristech.fr/formationcontinue

Les formations spécialisées continues validation de leurs acquis professionnels. Ce sont des diplômantes accréditées par la CGE formations diplômantes en temps partagé accessibles à partir d’un niveau Bac, Bac+2, Bac+3 et qui représen- Le nombre des formations continues diplômantes tent un volume de 200 heures de cours environ. de MINES ParisTech accréditées par la Conférence des grandes écoles (CGE) a considérablement augmenté La formation est plus « souple » que celle d’un en 2008, en particulier avec la création d’un nouvel Mastère spécialisé car il n’y a pas obligation de rédi- executive MS sur la sécurité industrielle et de deux ger une thèse professionnelle. Elle répond ainsi aux BADGE respectivement sur les énergies renouvelables demandes des salariés disposant d’un peu moins de et l’archivage électronique. temps.

Ces formations sont animées par des centres de recherche et coordonnées par la Direction de la recherche. Liste des formations spécialisées Au total ce sont 115 cadres futurs diplômés de l’École continues diplômantes qui se sont inscrits en 2008 dans 8 spécialités différen- tes (voir encadré). accréditées par la CGE Responsable : Stépanie de Cacqueray (DR)

Les executive Mastères spécialisés (MS)

Comme cela est décrit dans les pages précédentes, les 5 executives MS à temps partagé

MS sont des formations diplômantes «post-Master» destinées à des diplômés de niveau Bax+4 ou Bac+5. Ils accueillient 101 participants en 2008/2009 : ■ Management qualité-sécurité-environnement QSE Les executive MS en temps partagé sont destinée aux et développement durable (1) cadres désireux de maintenir leur activité dans l’en- Responsable : J. Oosterbaan (ISIGE)...... 10 participants treprise tout en acquérant une double compétence ou ■ Facteurs humains et organisationnels une spécialisation qui leur permettra sur une évolu- du management de la sécurité industrielle (2) tion professionnelle. Responsable : D. Besnard (CRC)...... 19 participants ■ Management en mode projet (3) (partenaire : La CDG du Maroc) Comme pour les MS temps plein, la formation Responsable : R. Mahl (CRI)...... 33 participants propose plus de 350 heures de séminaires, conférences, ■ Management des systèmes d’information études de cas, visites de terrain et voyage d’études. Le et des technologies (4) rythme est de 5 jours par mois en moyenne étalé sur 12 Responsable : R. Mahl (CRI)...... 15 participants à 24 mois ce qui permet aux participants de maintenir ■ Ingénierie production et infrastructures leur activité professionnelle tout en se formant. en systèmes ouverts (5) Responsable : R. Mahl (CRI)...... 24 participants La mission professionnelle répartie sur le temps laissé libre par la formation est tutorée et donne lieu 3 BADGE à temps partagé à une thèse professionnelle et une soutenance devant un jury. Ils accueillient 26 participants en 2008/2009 : ■ Management associatif (6) En 2008, l’École propose en partenariat 5 executive Responsable : M. Callon (CSI)...... 23 participants MS avec des partenaires prestigieux comme HEC, ESCP- ■ Énergies renouvelables : enjeux et filières technologiques EAP ou la CEGOS. Responsable : D. Mayer (CEP)...... 1 participant ■ Management de la dématérialisation Les Bilans d’aptitude délivrés par les grandes et de l’archivage électronique (7) Responsable : F. Coelho (CRI)...... débute en 2009 écoles (BADGE) Le BADGE est un label crée en 2001 par la Conférence des grandes écoles (CGE) pour renforcer et faire recon- Partenaires : (1) CEGOS, (2) ESCP-EAP, (3) La CDG du Maroc naître les compétences des cadres en activité par la (4) HEC, (5) France Télécom, (6) ADEMA, (7) FEDISA 54 Rapport d’activité 2008 mines parist ech 55

En 2008, l’École propose 3 BADGE parmi lesquels La formation continue internationale du le BADGE Management associatif en partenariat avec CESMAT (www.cesmat.asso.fr) l’ADEMA (www.management-associatif.org) qui rencontre un vif succès et diplôme depuis 2004 entre Le Centre d’études supérieures des matières premiè- 10 et 15 participants par an. Un nouveau BADGE qui res (CESMAT), placé sous la tutelle du Ministère chargé s’appuie sue le Mastère Énergies renouvelables à égale- de l’industrie, a reçu une double mission : ment été créé. ■ conduire une réflexion sur la formation des cadres des entreprises minières en relation avec les conditions spécifiques du développement des pays producteurs ; ■ promouvoir les opérations visant au perfectionnement de cadres étrangers dans les divers domaines d’expertise des professions minières.

À ce titre, le Centre de recherche en Géosciences de MINES ParisTech à Fontainebleau anime 4 de ces cycles de formation continue destinés à des ingé- nieurs issus de pays miniers.

Les 4 cycles de formation BADGE sur le Management associatif, ©ADEMA. du CESMAT

Nicolas Cheimanoff est le Secrétaire général du Centre Le diplôme d’ingénieur de spécialité en d’études supérieures des matières premières (CESMAT). Les alternance ISUPFERE 4 cycles ont accueilli 48 participants en 2008/2009 : ■ Géostatistique*...... 13 participants L’ISUPFERE (Institut supérieur des fluides, énergies, Responsable : G. Le Loc’h réseaux et environnement) ou IST propose à des ■ Exploitations à ciel ouvert mines techniciens supérieurs de niveau BAC+2 ayant une et carrières*...... 11 participants expérience professionnelle de devenir en deux ans, Responsable : J.A. Fleurisson en alternance, ingénieur spécialisé dans les fluides ■ Évaluation économique et l’énergie. de projets miniers*...... 13 participants Responsable : I. Thénevin ■ Administration publique des mines...... 11 participants Diplôme d’ingénieur de spécialité Responsable : H. Accarie

en alternance de l’IST Nationalités représentées en 2008-2009 : Responsables : J. Adnot et D. Marchio (CEP) ■ Europe : Italie ; ■ Amérique Latine : Brésil, Chili, Colombie, Équateur, Pérou, ■ Spécialité fluides et énergies...... 29 participants Vénézuéla, Mexique ; �� (en 1ère et 2e années) ■ Afrique : Afrique du Sud, Angola, Burkina Faso, Burundi, Site de l’ISUPFERE : www.isupfere.org Cameroun, Centrafrique, Côte d’Ivoire, Gabon, Guinée, Madagascar, Mali, Nambie, Maroc, Mauritanie, Niger, Sénégal, Tunisie ; Ce diplôme d’ingénieur est délivré depuis 1991 par ■ Autres pays : Arabie Saoudite, Australie, Inde, Indonésie, MINES ParisTech et ses partenaires : le CNAM, le lycée Kazakhstan, Mongolie. Maximilien Perret, l’Université Paris Diderot-Paris 7 et des branches professionnelles (GIM, FIM, FG3E et UCF). * cours donnés en anglais une année sur deux Il répond aux besoins des entreprises qui désirent consolider leur savoir-faire interne pour faire face aux évolutions techniques et aux exigences croissantes de qualité et d’amélioration de l’environnement en offrant une possibilité de promotion interne à leurs techniciens. 54 Rapport d’activité 2008 mines parist ech 55

Principes pédagogiques Les séminaires courts des centres de recherche Ces cycles de formation d’une durée de 6 à 9 mois sont décomposés en 2 parties : Les enseignants-chercheurs des centres de recherche ■ 6 mois de formation théorique : cours, stages de terrain, visites de MINES ParisTech organisent par ailleurs des sémi- techniques, études de cas ; naires de courte durée à destination des salariés des ■ 1 à 3 mois de projet personnel ou de stage. entreprises pour répondre à leur besoin de formation dans les domaines suivants : Les candidats doivent justifier d’un diplôme d’in- ■ Sciences de la terre et de l’environnement ; génieur ou de titres équivalents et d’une expérience ■ Énergétique et génie des procédés ; professionnelle dans le secteur minier ou le secteur des ■ Mécanique et matériaux ; carrières ou dans la recherche, l’enseignement supé- ■ Mathématiques et systèmes ; rieur ou l’administration. Ces formations sont sanction- ■ Économie, management, société. nées par un diplôme de « Formation spécialisée » du Ministère chargé de l’industrie. Le CESMAT couvre les L’agenda des séminaires est disponible sur notre frais de scolarité de certains ingénieurs étrangers. site : www.mines-paristech.fr/formationcontinue.

Un exemple de formation continue à distance : Thermoptim® Responsable : Renaud Gicquel (CEP)

Les professionnels en activité peuvent aussi bénéficier d’une formation continue à distance : Thermoptim®. Thermoptim® est un environnement numérique à large potentiel, déjà effectivement utilisé de manière significative dans de nombreux cursus, car il répond à une demande explicite et confirmée qui restera durablement d’actualité compte tenu de l’importance de l’énergétique dans toutes les sociétés. Son succès d’aujourd’hui résulte d’un travail pédagogique approfondi mené depuis plus de 10 ans, qui a permis au cours des années de développer plusieurs types de ressources pédagogiques dont l’utilisation conjointe se révèle très efficace et rencontre un grand succès auprès des élèves de plusieurs dizaines d’éta- blissements d’enseignement : ■ le simulateur lui-même, avec toute sa documentation et les notes de réflexion pédagogique ; ■ les fichiers des divers exemples de modèles de systèmes énergétiques disponibles ; ■ des fiches thématiques de présentation des diverses technologies, servant de point d’entrée pour accéder à l’ensemble des ressources numériques disponibles ; ■ des fiches-guides de TD destinées aux enseignants désireux de personnaliser des travaux dirigés ; ■ des cours en ligne sur les Systèmes Energétiques utilisant les modules sonorisés « Diapason » (Diaporamas Pédagogiques Animés et Sonorisés). Développé initialement au sein de MINES ParisTech, Thermoptim® fait partie des actions soutenues depuis 2002 par le projet Grande École Virtuelle du Groupe des Écoles des Mines (GEV@GEM), et depuis 2004 par UNIT où elle a donné lieu à la création d’une communauté d’enseignants, qui collaborent pour développer des ressources numériques complémentaires, en vue notamment de pouvoir faire travailler leurs élèves sur des systèmes énergétiques innovants à faible impact environnemental (piles à combustible, énergie solaire, cogénération, cycles nucléaires à haute température…). L’ensemble des ressources pédagogiques développées dans ce cadre a été regroupé dans le portail Thermoptim-UNIT : www.thermoptim.org. 56 Rapport d’activité 2008 mines parist ech 57

l’Institut Carnot M.I.N.E.s Directeur : Michel Schmitt — [email protected] — http://www.carnot-mines.eu/

2008, une évaluation à ■ aux instances statutaires (CA, Bureau), mi-parcours de chaque ■ dans les groupes de travail transversaux (bonnes pratiques, institut Carnot mécanique-matériaux-procédés, télécommunication-informatique-communication, communication, pilotage des RV R&D) ; Le dispositif des Instituts Carnot, mis en place en 2006 ■ aux rendez-vous R&D organisé par l’AIC à Versailles les 19 et 20 pour une période de quatre années renouvelable, a fait mars (5 personnes en permanence sur le stand M.I.N.E.S, une l’objet, en 2008, d’une évaluation à mi-parcours sous le conférence, environ 80 rendez-vous organisés) ; pilotage de François Guinot, Président de l’Académie ■ aux RV des innovations dans les écoindustries à Saint-Quentin des technologies, avec : en Yvelines (3 personnes, une vingtaine de RV) ; ■ un rapport à fin mars (positionnement de l’Institut dans son ■ au séminaire annuel de l’AIC, cette année à Lyon Bron, les 16 et contexte technico-économique ; résultats obtenus en termes 17 octobre. de gouvernance, d’intégration intra et inter instituts Carnot, de professionnalisation, de ressourcement scientifique, de dévelop- Un accent mis sur la communication, pement de la recherche partenariale ; évolution des chiffres clés la transversalité et la prospective. relatifs à la recherche) ; ■ une revue d’avancement par un comité de visite, venu à MINES Un site Internet propre à l’Institut Carnot a été mis en ParisTech, le 26 mai ; présidé par G. Muller, ancien directeur de place en 2008 (http://carnot-mines.eu) pour présenter FhG, il comportait des représentants d’OSEO, de la DGRI, de la DGE l’organisation de l’institut, ses thématiques dominan- et bien sûr de l’ANR ; tes, ses marchés adressés, ainsi que les 150 compéten- ■ un rendu par l’ANR sous la forme d’un bref rapport et d’une resti- ces présentes dans ses laboratoires. tution orale. Un site de travail collaboratif interne a également Conclusions, « l’Institut Carnot M.I.N.E.S remplit de été mis en place(http://www.communaute.carnot- façon très satisfaisante les critères du label Carnot » mais mines.eu/) qui sera enrichi, en 2009, d’une photo- doit améliorer la visibilité donnée à ses axes scientifiques thèque partagée. stratégiques, donner plus de transversalité à ses actions de ressourcement et faire un effort accru en direction Trois groupes de travail inter écoles et inter labo- des PME. ratoires se sont déployés : ■ NanoMines sur les nano structures ; il a organisé le 22 janvier Un rapport à quatre ans devra être présenté en une « journée industrielle » rassemblant une centaine de cher- septembre 2009 pour solliciter le renouvellement du cheurs et d’industriels ; label. ■ SensoMines sur le thème des propriétés psychosensorielles des matériaux ; Chiffres clés ■ GEM’AIR sur les traitements de l’air. En 2008, l’activité recherche (chiffres 2007) progresse par rapport à l’année précédente et bondit de 66,9 M€ en 2007 (63,5 M€ en 2006) à 76,8 M€ en 2008. L’activité abondable (contrats directs) est stabilisée à 12,9 M€ (12,7 M€ en 2007 et 12,1 M€ en 2006), d’où un maintien de l’abondement calculé à 4,2 M€ comme en 2007 (4,6 M€ en 2006). Ce montant calculé a été réduit in fine à 3,7 M€ (3,9 M€ en 2007) compte tenu d’une insuffisance budgétaire de l’ANR aggravée entre 2007 et 2008.

Une participation toujours très active Journée industrielle nanomatériaux. aux actions de l’Association des Instituts Carnot (AIC) Pour préparer le renouvellement du label et l’uti- L’Institut Carnot M.I.N.E.S est resté très actif au sein du lisation de l’abondement 2009, les départements ont réseau de l’AIC, avec sa participation : mis en place une démarche prospective active. 56 Rapport d’activité 2008 mines parist ech 57

La recherche

nitialement conçue pour assurer à l’École un ■ Mécanique et matériaux ; vivier d’enseignants-chercheurs, bien au fait ■ Mathématiques et systèmes ; des méthodes pédagogiques de l’École et fami- ■ Économie, management, société. liers des techniques industrielles, la recherche a été irapidement développée dans les années 70 à 80 Les grandes thématiques de recherche sont essentiel- pour se mettre au service du monde économique lement issues de problèmes posés par l’industrie et la et de la société. Elle emploie actuellement environ société. Elles concernent aujourd’hui : 600 permanents, dont 256 enseignants-chercheurs, ■ l’énergie et le développement durable ; auxquels s’ajoutent 417 doctorants et 57 post-doct ■ les ressources naturelles ; orants. La moitié du coût complet des laboratoires est ■ la transformation de la matière ; couvert par des contrats de recherche. Ce succès est ■ les transports ; lié aux objectifs ambitieux assignés aux 15 centres de ■ la sécurité ; recherche de l’École : excellence académique, liens forts ■ la santé. avec l’industrie, et large participation à la formation, en contrepartie d’une très grande autonomie. L’École Ces thèmes transversaux font appel aux compétences rassemble des chercheurs de compétences très diverses, développées par plusieurs centres. Ils contiennent en favorisant les échanges entre domaines différents et particulier une dimension « économique ». l’émergence de champs d’exploration à l’intersection de disciplines multiples telles que le Génie des procé- De nouvelles disciplines scientifiques sont nées à dés, la Sociologie de l’innovation, la Géostatistique, l’École : la géostatistique, pour la modélisation topo- l’Environnement, les Sciences des dangers… probabiliste 3D, largement utilisée par les compa- gnies minières et pétrolières dans le monde entier ; la Une volonté d’excellence académique morphologie mathématique qui s’est imposée sur la en sciences de l’ingénieur scène internationale comme une des grandes méthodes de traitement d’images. De l’ordre d’une centaine de thèses, 240 articles dans des revues à Comité de lecture, et 150 à 200 autres articles Dans le cadre du pacte pour la recherche, l’École a été (soit environ 1,5 article/an/enseignant-chercheur) sont labellisée Institut CARNOT, pour son engagement dans la ainsi produits annuellement, ainsi qu’une vingtaine de recherche partenariale. Enfin, l’École a participé active- livres et une soixantaine de contributions à des ouvrages ment aux pôles de compétitivité. Elle est partenaire de collectifs. La moitié des centres sont associés à des parte- 3 pôles mondiaux (MediTech Santé, Systém@tic et Solu- naires extérieurs réputés, comme le CNRS et l’INRIA, tions communiquantes sécurisées), 6 pôles à vocation l’École polytechnique et, tout récemment, l’INSERM… mondiale (Cap Digital, Mer, Sécurité et sûreté, i-Trans, Mov’eo, Chimie-environnement Lyon Rhônes-Alpes) et Domaines académiques abordés en Sciences de 6 pôles nationaux ou régionaux (Mov’eo, Cap énergie, l’ingénieur : Gestion des risques et vulnérabilité des territoires, EMC2, ■ Sciences de la terre et de l’environnement ; Céréales vallée, Fibres naturelles grand’est). ■ Énergétique et génie des procédés ; 58 Rapport d’activité 2008 mines parist ech NP

Des liens forts avec l’industrie de l’École poursuivent leur carrière en entreprise à l’issue de leur thèse. Ces liens avec l’industrie se sont concrétisés par la création du premier centre de recherche de l’École, le Une valorisation active Centre des matériaux, dans les locaux de la SNECMA à Évry en 1967. La même année a été fondée l’association ARMINES, gère un portefeuille d’environ 70 brevets et loi 1901, ARMINES (www.armines.net)qui donne toute Transvalor, société anonyme filiale, commercialise des son efficacité à la recherche partenariale de l’École. logiciels avec une activité annuelle voisine de 5 millions Précisons ce modèle : les centres de recherche, appelés d’euros/an. « centres communs » sont des structures dans lesquelles les deux partenaires, l’École et ARMINES mettent collec- Le transfert des technologies développées à MINES tivement des moyens en personnel et matériel pour ParisTech s’effectue non seulement par la réalisation de réaliser leurs missions de recherche et de formation. recherches contractuelles, la concession de licences, de Chaque année sont établis le programme de travail brevets ou de logiciels, mais aussi par la création d’en- commun ainsi que les moyens affectés par chacun des treprises. Au cours des cinq dernières années, MINES partenaires. Ce partenariat, encadré par la loi Recherche ParisTech a été à l’origine de la création d’une trentaine du 18 avril 2006, a permis d’augmenter significative- d’entreprises, principalement dans le domaine de l’in- ment l’effort de recherche, puisqu’au 31 décembre 2008, formatique et du conseil. Ces entreprises ont été créées environ 300 personnes employées par ARMINES, dont par des enseignants-chercheurs qui ont quitté l’École à 75 enseignants-chercheurs permanents, participent cette occasion et par des jeunes diplômés (Ingénieurs aux travaux de recherche des centres communs École / civils, Docteurs, Élèves des mastères). ARMINES, avec un financement contractuel voisin de 30 millions d’euros, ce qui fait de l’École la première Gran- Les principales sont : MORPHOSYSTÈMES, ÉCOBILAN, de école par son volume de recherche sous contrat. NAPAC, ARLAB, ADCIS, GÉOVARIANCES, FSS INTERNATIO- NAL, COGIA, CRISTOPIA ENERGETICS SYSTEMS, SIGMA, Les partenaires industriels de MINES ParisTech et ARECO, GÉO-IMAGES, GÉOMÉDITERRANÉE, EUROPHYSI- d’ARMINES sont de grands groupes tels que MITAL, EDF, CAL ACOUSTICS, SC&C, IMAGO, SYSTEX, FORMATEL, SINAC, TOTAL, RENAULT, PSA, SNECMA, GDF, SAINT-GOBAIN… ARTEMIS, SOFT MOUNTAIN, GÉOVAL, GÉOMATH, NOÉSIS, ainsi qu’un nombre important de PME innovantes PIR&D, EXALEAD, PREVENTEO… (plus de 200 entreprises clientes). Environ la moitié des ressources contractuelles provient du secteur Une grande ouverture internationale concurrentiel. Environ le quart de l’activité contractuelle se fait avec L’École et ARMINES bénéficient également de finan- au moins un partenaire étranger, principalement avec cements contractuels des pouvoirs publics nationaux, des partenaires européens. MINES ParisTech a travaillé internationaux ou européens, pour leurs besoins en relation avec une centaine de pays. En 2008, MINES propres ou dans le cadre de programmes de soutien à ParisTech accueillait, dans ses différents cycles, près de la recherche industrielle. Des industriels sont presque 34 % d’étudiants étrangers, issus d’une cinquantaine de systématiquement parties prenantes des projets soute- pays différents. nus. Nos principaux partenaires sont la Commission européenne (CEE), l’Agence nationale de la recherche Une large autonomie (ANR), l’Agence de l’environnement et de la maîtrise des centres de recherche de l’énergie (ADEME), l’Agence nationale des déchets radioactifs (ANDRA), le Ministère de la défense, le grou- Les centres de recherche sont gérés comme des PME pe Cea, l’Institut français du pétrole (IFP), le Ministère autonomes dont les directeurs négocient et gèrent libre- chargé de la recherche et le Ministère chargé de l’in- ment les contrats de recherche, sont responsables de la dustrie. mise en œuvre du budget qui leur est alloué, et proposent une stratégie scientifique à la direction. La direction Ces liens se traduisent aussi par d’importants échan- de l’École contrôle les recrutements et les promotions, ges de personnels : de nombreux enseignants-chercheurs distribue les ressources budgétaires allouées par la ont travaillé dans le monde industriel (dont environ tutelle, définit une stratégie scientifique globale. 1/3 des chefs de centres), plus de la moitié des docteurs térisation,compréhension,la lamodélisation etla vités de recherche dont la finalité est liée à la carac Hydrogéo-ingénierie intitulés recherche, de groupes en ingénierie et gestion de l’environnement ( conduit des actions de formation, l’Institutgéosciences,Centredeéquipe quile unesursupérieur etse L’organisation de ce domaine à du développement de nos sociétés. question de l’approvisionnement et de la durabilité matièrestespremières, laterme longparplus à et térêt, motivé par l’évolution des cours des différen sous-sol connaissent aujourd’hui un réel regain d’in mentales,les différents aspects de l’exploitation du environne préoccupations les derrière loin plan, descombustibles fossiles étaient passées ausecond l’exploitationdesmatières premières minérales ou décennies durant lesquelles les questions relatives à recherchecentres1967.dedestion en Aprèsdeux ces sujets ont été présentes à l’institution dès la créa à l’histoire de l’institution, des équipes travaillantL sur que et de mettre en évidence les économi l’intérêt justifier d’en en amontde tout projet nécessaire minier afin est gisement d’un sein au teneur sa de tition répar la que ainsi récupérable d’uranium quantité la Estimer développés dans le cadre du consortium sont en cours d’intégration dans le logiciel multi-variableuniformeces outils.deun est permet Il uneestimation localelinéairenon récupérable.du Lesoutils entreprisesdes minièresinternationales tellesqu’ l’utilisation de nouveaux outils, issus du consortium ré-estimerla quantité d’uranium récupérable au sein des gisements de Cominak (Niger) et de Midwest (Canada) adaptépar pour traiter le minerai plus en aval. le Ce travail auprocédé sein du le Service études et réservesdéterminer d’ pour nécessaire est sous-sol le dans présents éléments rents diffé des répartition la prévoir plus, De récupérées. sont tion producenmise la issuesdeles réel données des que mesure à et fur ensuitesont au affinées prévisions Les exploiter. à bles renta économiquement zones Le Centre de géosciences est organisé en deux en organisé est géosciences de Centre Le de l’Environnement sont étroitement liées dans le domaine des Sciences de la Terre et es activités de recherche et d’enseignement par conditionnement multi-variable uniforme . Le premier conduit des acti desconduit premier Le . E stimation de l’uranium récupérable

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oïc : ali e enin b sédime r n anitique o ts : r ensemble ISIGE soubasseme AREVA NC AREVA d ma c n e M2RC o ts z n Jonathan Houver – élève de l’option G tine c n r o a itime ts p y n ). et et a tine n (Multivariate Recoverable Resources Consortium) réunissant T taux r ------incipaleme ahoua n n taux ts , Rio Tinto,Rio , TIM MERSO en trois équipes trois en simulation des objets géologiques ; il est subdivisé l’École, est rattaché au Centre de géosciences. semble du réseau de l’implantation bellifontaine de maintenancela gestionlaet informatique l’ende sous la responsabilité de Charles Wazana, qui assure de Tsinghua en Chine). tion avec l’ Environmental Management, de l’environnement tales : les mastères spécialisés en géomécanique par Vincent Lagneau) et puis 2009 mars 31 jusqu’au Lee der van Jan par Goblet) mes hydrologiques et réservoirs estilégalement subdivisé troisen équipes : sollicitationgéologiquesune extérieuresoumisà Leseconds’intéresse comportementau objetsdes et Cojan), tournées vers des problématiquestournéesdesvers environnemen Nigé ARLIT n Géostatistique Enfin, le L’ M t éoliens ISIGE r a A r

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gad ie propose des formationsproposedesessentiellement Hydrodynamique et réactions et Hydrodynamique 8° E 8° E INSA A Billiton, Codelco…conditionnement Le Service informatique de Fontainebleau ÏR e z (animée par Hedi Sellami). de Lyon et la prestigieuse université T DANS TIKITENE anout , et l’ Géologie simplifiéeduNiger. : (animée par Jean-Paul Chilès).Jean-Paul par (animée Géologie EMI L Isatis ’AZ AREVA NC International Advanced Master in TENERE T L (animéeparHervé Chauris) A e U O r L mit .

0 100200 U U A/O Géologie de l’ingénieur et U Géostatistique ce dernier en collabora ARENE B Nguigmi MANGUENI a eu pour but est de (animée par Isabelle Isabelle par (animée ilma DJADO A gadem (animée par Patrick Ingénierie et gestion k m C Lac had - Li 16° N AREVA b (animée y e , placé Systè Chad

; - - - sciences de la terre et de l’environnement 60 sciences de la terre et de l’environnement : Rapport d’activité 2008 61

Le profil équilibre fluviatile : un outil pour caractériser la géométrie de réservoirs pétroliers ? Martin Weber – élève de l’option Géosciences – Total

Beaucoup de champs pétroliers sont dans des formations sédimentaires de dépôts fluviatiles et côtiers, par exemple d’anciens chenaux sableux. Actuellement, la reconstitution de la géométrie d’un réservoir se fait par interpolation 3D de données ponctuelles provenant de puits à espacement kilométrique. Le guide d’interpolation du géologue serait la pente naturelle de dépôt mais faute de la connaître, il présente ces chenaux comme étant plats. Pourtant une pente même légère serait lourde d’implications pour les choix d’interpolation et pour l’exploitation d’un champ plurikilométrique. L’objet de l’étude est d’évaluer précisément la pente naturelle des rivières dans ce type d’environnement pour valider ou corriger cette démarche. De nombreux auteurs affirment que le profil longitudinal de nombreux cours d’eau, qui traduit l’évolution de sa pente de l’amont vers l’aval, est stable dans le temps et possède une géométrie bien spécifique, qu’ils nomment profil d’équilibre. Ils le définissent à l’aide d’équations traduisant certains équilibres physiques et tentent de caractériser sa géométrie par des courbes mathématiques, empiriques ou déduites de lois physiques. L’observation des rivières montre notamment que la pente devient de plus en plus faible de l’amont vers l’aval et cette géométrie n’est pas le fruit du hasard : elle découle de l’évolution de certains paramètres physiques le long d’une rivière. Son débit, la nature et la quantité de sédiments transportés, la nature du sol ou encore la géométrie de sa section sont susceptibles d’avoir une influence sur sa capacité à éroder, transporter ou déposer des sédiments. L’équilibre appliqué aux cours d’eau est cependant une notion très discutée qui soulève de nombreuses questions. Comment caractériser physiquement l’équilibre ? Quel en est l’impact sur la pente de la rivière le long du profil ? L’allure de celui-ci change-t-elle beaucoup d’une rivière à l’autre ? Sont-elles d’ailleurs toutes à l’équilibre ? L’objectif de l’étude est d’apporter des réponses à ces interrogations à travers une synthèse bibliographique et des relevés de profils longitudinaux réalisés à partir de données satellitaires. Il s’agit ensuite d’évaluer si les conclusions invitent à revoir les pratiques de modélisation actuelles sur ce type de réservoirs.

Delta de l’Indus : dépôts fluviatiles en pente sur une plaine deltaïque (image Landsat). Ces pentes sont très faibles (souvent inférieures à un mètre par kilomètre), ce qui pose des problèmes méthodologiques lors de l’utilisation de données satellitaires ! La Seine à Argenteuil d’après Google Earth. Illustration des difficultés : l’image montre que, selon Google Earth, la surface de la Seine à Argenteuil présente des «reliefs» de plus de 10 mètres sur des distances inférieures au kilomètre ! L’étude a donc nécessité la prise en compte de ce haut niveau de bruit dans les données pour obtenir des profils longitudinaux fiables.

Formations doctorales Formations spécialisées Géologie de l’ingénieur Ingénierie et gestion de l’environnement (ISIGE) Responsable : Michel Deveughèle, Fontainebleau. Responsable : Frédérique Vincent, Fontainebleau. Hydrologie et hydrogéologie quantitatives International Advanced Master in Environmental Responsable : Emmanuel Ledoux, Fontainebleau. Management Techniques & économie de l’exploitation du sous-sol Responsable : Frédérique Vincent, Fontainebleau. Responsable : Michel Tijani, Fontainebleau. Cycle de formation spécialisée en géostatistique (CFSG) Dynamique & ressources des bassins sédimentaires Responsable : Gaëlle Le Loc’h, Fontainebleau. Responsable : Médard Thiry, Fontainebleau. Exploitation à ciel ouvert, mines et carrières (CESECO) Géostatistique Responsable : Jean-Alain Fleurisson, Fontainebleau. Responsable : Jacques Rivoirard, Fontainebleau. Évaluation économique de projets miniers (CESPROMIN) Responsable : Isabelle Thénevin, Fontainebleau. Administration publique des mines (CESAM) Responsable : Hugues Accarie, Fontainebleau. 60 sciences de la terre et de l’environnement : Rapport d’activité 2008 61 Centre de géosciences Directeur : Damien GOETZ (MINES ParisTech – GEOSCIENCES) Directeurs adjoints Responsable groupe Géosystèmes : Par ailleurs, le Centre contribue à plusieurs masters Jean-Paul Chilès professionnels : Ingénierie et gestion de l’environnement, Responsable groupe Hydro-géo-ingénierie : Transport et développement durable, Stratégies énergétiques. Hedi Sellami Chaque année, le Centre accueille et anime quatre Conseiller scientifique : Emmanuel Ledoux formations spécialisées et continues rattachées au Responsable communication : Centre d’études supérieures des matières premières Isabelle Olzenski (CESMAT) : le Cesam (administration publique des Partiellement rattaché à l’unité mixte de mines), le Ceseco (exploitation des mines à ciel ouvert), recherche CNRS 7619 (Sisyphe) le Cespromin (évaluation économique de projets miniers) et le CFSG (géostatistique). Chacune de ces Téléphone 01 64 69 49 56 formations reçoit pour 6 à 9 mois une dizaine de stagiai- Télécopie 01 64 69 47 11 res issus de pays miniers et pouvant se prévaloir d’une Courriel expérience professionnelle. À côté de ces formations [email protected] longues, des séminaires inter-entreprises sont organisés sur la prospection minière (Claim), la géostatistique Web et publications ou encore la géochimie et l’utilisation des logiciels de http://www.mines-paristech.fr/Fr/Geosciences modélisation développés dans le Centre (Chess, Hytec). Des séminaires intra-entreprises sont également propo- Enseignants chercheurs 51 sés, en France ou à l’étranger. Le Centre est accrédité Autres personnels 44 pour une formation « BADGE » sur le thème Creusement Doctorants MINES ParisTech 43 de galeries et tunnels. Autres étudiants 55 (y compris les Formations spécialisées) Du point de vue de la formation par la recherche, le Centre participe à différents masters recherche : Géo- environnement en collaboration avec l’Université de Marne-la-Vallée ; Mécanique des sols, des roches et des Le Centre de Géosciences développe ses activités dans le ouvrages dans leur environnement avec l’École des ponts et cadre des Sciences de la Terre et de l’Environnement. D’une chaussées ; Hydrologie et hydrogéologie, lithosphère, bassins, taille comparable à celle des principales unités européennes ressources, et Sciences de la terre, environnement, écologie de recherche de ce domaine, il en couvre les principales avec l’Université Paris VI et l’ENGREF ; Réalité virtuelle disciplines scientifiques, de la géologie à la géotechnique, et systèmes intelligents avec l’Université d’Évry-Val-d’Es- en passant par la géophysique, la géostatistique, l’hydro- sonne. Il anime cinq formations doctorales de MINES géologie, la géochimie et la géomécanique. ParisTech, Dynamique et ressources des bassins sédimen- taires, Géologie de l’ingénieur, Géostatistique, Hydrologie et hydrogéologie quantitatives, Techniques et économie de Formation l’exploitation du sous-sol, rattachées à deux écoles doctorales : Géosciences et ressources naturelles, Université Paris Le Centre est impliqué dans des actions de formation VI-Agro-ParisTech et Information, communication, modéli- initiale (cycle ingénieurs civils), de formation spécialisée sation et simulation, Université de Marne-la-Vallée. et de formation continue, ainsi que dans la formation par la recherche.

La contribution globale des enseignants-chercheurs du Recherche Centre porte sur plus de 25 modules d’enseignement. Les actions les plus significatives concernent : Les activités de recherche du Centre se déploient sur ■ l’enseignement de tronc commun de géologie pour les élèves de 1ère quatre thématiques : année ; ■ l’exploitation des matières premières minérales et des combusti- ■ les Modules d’initiation aux métiers de l’ingénieur généraliste (MIG). bles fossiles (approvisionnement en énergie primaire) ; Le Centre conçoit et anime chaque année plusieurs MIG. Les thèmes ■ la stabilité à long terme des milieux géologiques et de leurs proposés en 2008 ont porté sur l’exploitation de l’uranium et le stoc- ouvrages (stockages en milieux géologiques) ;

kage du CO2 ; ■ l’environnement (compréhension des systèmes et des milieux ■ les options, à travers le pilotage des options Géosciences, anthropisés) ; Géostatistique et Sol et sous-sol. ■ les risques liés au sol et au sous-sol (risques naturels, après-mine). 62 sciences de la terre et de l’environnement : Rapport d’activité 2008 mines paristech – gEosciences 63

À ces thèmes s’ajoutent la présentation des moyens Par ailleurs, le Centre a également contribué au expérimentaux, particularité remarquable du Centre, programme d’exploration et aux premiers tests d’ex- et des outils numériques sur lesquels s’appuient les ploitation de la nouvelle province uranifère du sud-est travaux menés. de la Mongolie.

Exploitation de matières premières miné- Techniques et économie de l’exploitation des matières minérales rales et de combustibles fossiles Exploitation de matières premières minérales Le Centre bénéficie dans ce domaine d’une longue expé- rience, qui lui confère des qualités d’expertise régulière- L’exploitation de matières premières minérales est une ment mises au service des exploitants, sur des questions activité profondément ancrée dans l’histoire de l’École. relatives aux techniques d’exploitation pour améliorer la Les équipes du Centre travaillent à la fois sur des ques- sécurité de l’exploitation ou les résultats économiques de tions de caractérisation ou d’environnements de gise- l’entreprise. Les questions les plus fréquentes portent sur ments et sur les techniques d’exploitation. la stabilité des talus dans les exploitations à ciel ouvert, la stabilité d’ouvrages souterrains, les techniques de Caractérisation des gisements fragmentation à l’explosif ou mécanique, la ventilation et de leur environnement d’ouvrages souterrains, ou sur la conception et l’optimisation technico-économique d’une exploitation. La mine est le support originel de la géostatistique. Des concepts et des méthodes permettant de formaliser et L’équipe Géologie de l’ingénieur et géomécanique a pour- de résoudre les problèmes rencontrés à différents stades suivi en 2008 les recherches sur la coupe des roches de l’évaluation minière ont été développés : contrôle au jet d’eau à moyenne et très haute pression, dans le des teneurs, optimisation de maille, cartographie des cadre de la phase finale du projet AdemeJet Pierre ; une ressources in situ, prévision des réserves récupérables tête hydraulique animée d’un mouvement rotatif ou et de la sélectivité, étude de scénarios d’exploitation oscillatoire permettant d’améliorer les performances ou des fluctuations de teneurs exploitées. L’équipe de découpage de roches jugées habituellement trop Géostatistique a poursuivi ses travaux sur les gisements difficiles à couper au jet d’eau (marbres, granites) a été diamantifères en collaboration avec la compagnie De développée et testée à échelle réelle au laboratoire. Les Beers sur le thème de l’intégration de comptages de pier- travaux sur la fragmentation à l’explosif ont été repris, res sur des supports différents, des techniques d’échan- en tenant compte de la géométrie réelle à abattre et des tillonnage, des statistiques d’attributs des pierres, et conditions géomécaniques locales autour du trou. de l’exploration. La collaboration avec la compagnie nationale chilienne Codelco, leader mondial du cuivre, Dans le cadre du projet ANR ANTAG (Accès à long s’est poursuivie dans deux domaines : la modélisation terme à la ressource granulats en France) un modèle de probabiliste des contacts entre faciès dans la mine de simulation a été développé et validé avec les partenaires Chuquicamata simulée par des Gaussiennes seuillées et UNICEM et BRGM. À partir de ce modèle qui prend en l’approche géostatistique de la classification des ressour- compte la consommation, la production et les réserves, ces. L’équipe a également poursuivi sa participation le transport, les impacts environnementaux et socio- au consortium M2RC (Multivariate Recoverable Resources économiques, il est d’ores et déjà possible, pour les Consortium), lancé en 2006 par la société Géovariances, décades à venir, d’imaginer, de construire et d’évaluer qui compte aujourd’hui sept partenaires miniers, pour des scénarios de rupture plus ou moins prononcés par intégrer de façon opérationnelle des outils de prévision rapport au fonctionnement actuel. des réserves minières récupérables multivariables déve- loppés par le Centre. L’équipe Hydrodynamique et réactions a poursuivi en 2008 ses activités sur la lixiviation in situ. Cette techni- La reprise de travaux géologiques, hydrogéologiques que est employée dans l’industrie minière pour extraire et géochimiques en liaison avec des projets d’exploi- certains métaux des minerais présents dans un gise- tation minière s’est poursuivie. Diverses équipes ont ment. Elle consiste à imposer un flux de liquide lixiviant, contribué à des travaux sur les gisements uranifères de généralement une solution acide, de façon à traverser type « roll front » pour le compte d’Areva. L’objectif est au mieux le milieu contenant le minerai. Ce processus de se donner les moyens de maîtriser complètement impliquant le couplage entre le transfert hydrodynami- l’exploitation de ce type de gisement, depuis leur struc- que et les réactions géochimiques, est au cœur de l’acti- ture géologique jusqu’aux simulations de l’exploitation vité de cette équipe qui a initié les projets suivants : par lixiviation in situ, en passant par des réalisations ■ l’étude, par modélisation, de l’exploitation de gisements d’uranium géostatistiques d’images du gisement. de type roll-front, en collaboration avec Areva (2 thèses en cours) ; 62 sciences de la terre et de l’environnement : Rapport d’activité 2008 mines paristech – gEosciences 63

■ l’expertise d’une exploitation minière de cuivre par lixiviation (in L’analyse détaillée de réservoirs pétroliers ou d’analogues situ et en tas) en Zambie (Mopani Copper Mine). terrain est une activité permanente de l’équipe Géologie. Les travaux des années précédentes sur la sédimentologie, Lixiviation en tas de cuivre à grande échelle sur la stratigraphie séquentielle et les modèles de réservoirs le site de Mufulira, Zambie. Les minerais (à stratigraphiques se sont poursuivis en 2008. gauche) sont arrosés par une solution acidifiée et oxydante pendant une période de 2 ans Les activités de recherche de l’équipe Géophysique se sont environ. La solution est récupérée par une série orientées en 2008 vers la thématique de l’ « imagerie sismi- de canaux (au centre) pour être traitée ensuite que terrestre » dont la détermination des structures peu dans l’unité d’extraction par solvant (SX). profondes, souvent négligée, est l’un des projets phares et dont le domaine d’application s’étend du monde pétrolier Exploitation d’hydrocarbures à la sismologie, en passant par le génie civil et l’exploitation minière. Le problème de la tomographie des temps de trajet L’exploitation des hydrocarbures est l’un des principaux des premières arrivées a été reconsidéré pour prendre en domaines d’application du Centre, depuis des travaux compte le volume toujours plus grand des données et la géologiques de caractérisation ou de modélisation/simu- structure des supercalculateurs. Si le problème de tomo- lation des gisements, jusqu’au développement de techno- graphie reste difficile, cette nouvelle approche permet de logies d’exploitation, en passant par les développements mieux prendre en compte le savoir-faire du géophysicien des techniques géostatistiques et d’imagerie sismique. (cf. encadré ci-dessous).

Vers une tomographie des temps de première arrivée Thèse de Cédric Taillandier, contact : [email protected]

En sismique pétrolière, la taille des acquisitions est de plus en plus grande et les algorithmes couramment utilisés pour traiter ces données ne peuvent plus faire face à ces quantités d’informations. Pour répondre à ce besoin, l’équipe de Géophysique, en collaboration avec des industriels, a développé un nouveau logiciel de tomographie. Dans cet exemple à deux dimensions et avec ce logiciel, l’inversion a seulement besoin de quelques minutes de temps de calcul alors qu’il faut plusieurs heures avec les méthodes actuelles existantes. La qualité du résultat n’est pas altérée. Au contraire, la rapidité permet de faire beaucoup de tests. Les images ci-contre montrent quelques possibilités de cet algorithme, successivement de haut en bas : le modèle « observé », le modèle initial utilisé dans l’inversion, le modèle final après inversion.

Les profils de vitesse des ondes sismiques à 100 m sous la surface permettent de valider les résultats : en bleu le modèle initial, en vert le modèle observé et en rouge le modèle inversé.

Par ailleurs, de nouveaux développements ont pu très faibles perméabilités de certains réservoirs pétroliers préciser en quoi les curvelets (généralisation des onde- complexes, comme les réservoirs très enfouis ou ceux de lettes) pouvaient apporter un plus par rapport aux tech- type TGR (Tight Gas Reservoir). Ces travaux permettent niques de traitements sismiques traditionnelles. Tous à l’équipe de réaliser une avancée significative dans la ces axes de recherche se sont concrétisés en 2008 par des connaissance des écoulements dans ce type de milieux collaborations avec Total, Shell, CGG Veritas, l’Ifremer poreux, de devenir autonome pour la détermination de et l’IRSN. coefficients dans les modélisations développées et ainsi d’offrir une réponse complète aux demandes d’opérateurs L’équipe Géologie de l’ingénieur et géomécanique a pétroliers. En outre, la mesure sensible de la perméabilité commencé en 2007 un programme de recherche destiné est très utile pour la caractérisation intrinsèque de ce type à la compréhension et à la maîtrise de la mesure des de roches en géologie ou pour l’évaluation de l’endom- 64 sciences de la terre et de l’environnement : Rapport d’activité 2008 mines paristech – gEosciences 65

magement et du vieillissement de roches ou de maté- sur le développement de règles de syntaxe géologique. riaux cimentaires dans des structures souterraines et des L’équipe Géostatistique a poursuivi ses travaux sur le déve- ouvrages de génie civil. loppement de la méthode des pluri-gaussiennes seuillées, en mettant l’accent sur l’ajustement des paramètres, en Les travaux de modélisation et de simulation particulier en utilisant la connaissance des processus de de gisements prennent plusieurs formes. L’équipe transformation des sédiments (diagénèse, oxydo-réduc- Géologie pilote, avec l’IFP et en collaboration avec les tion…). L’année 2008 a également vu la poursuite et le Universités de Poitiers, Marseille-Luminy, l’ENSMA, et développement des modèles génétiques stochastiques, l’Université fédérale du Rio Grande do Sul (Brésil), développés dans le cadre d’une collaboration entre les le développement d’un prototype de pilote géologi- équipes Géologie et Géostatistique : consortium Flumy sur que, noyau d’une nouvelle chaîne logicielle, qui doit les systèmes fluviatiles méandriformes (en partenariat permettre de produire des modèles topologiquement avec Exxon, Gaz de France, Petrobras et Shell), et Turmy et géologiquement cohérents, pouvant être révisés de (avec ENI, Exxon et Petrobras) pour la simulation des manière automatique. La contribution du Centre porte systèmes méandriformes turbiditiques.

Modélisation des réservoirs turbiditiques Isabelle Cojan, Didier Renard, Jacques Rivoirard – contact : [email protected]

Les réservoirs turbiditiques chenalisés constituent à l’heure actuelle un domaine d’exploration pétro- lière privilégié. Le groupe Géosystèmes propose un logiciel de modélisation de l’architecture 3D de ces systèmes (TURMY) en exploitant les analogies entre méandres sous-marins et méandres fluviatiles (logiciel sur les systèmes fluviatiles FLUMY). Cette approche, dite génétique, respecte la complexité des réservoirs, de l’échelle des corps sédimentaires (en jaune les réservoirs sableux), à celle du champ illustré ici par une vallée confinante.

L’équipe Géologie de l’ingénieur et géomécanique a pour- comportement mécanique d’un train de tiges de forage à l’intérieur suivi ses travaux dans le domaine du forage pétrolier d’un puits, et ceci quelle que soit sa trajectoire (longueur et forme). avec une implication très forte dans le consortium Ce code permet de calculer et prédire d’une manière très réaliste la CITEPH (Concertation pour l’innovation technologique déformation des tiges à l’intérieur du puits, car il tient compte de la dans l’exploration production des hydrocarbures). rigidité de cette structure très élancée et du jeu entre les tiges et les parois du puits. Il est utilisé pour des calculs de Torque & Drag (frotte- L’accent est mis aujourd’hui sur les forages très ments) indispensables aux dimensionnements de l’appareil de forage, profonds pouvant atteindre des réservoirs situés à de la trajectoire et de sa garniture. Il a été implémenté en 2008 dans 10 km. Ces conditions se traduisent par des tempéra- la plate-forme « BHAmanagement », développée conjointement par tures et des pressions des réservoirs pouvant atteindre les sociétés DrillScan et Total. Malgré la robustesse du code et la prise respectivement 300 °C et 200 MPa. Réussir le défi du en compte de la rigidité des tiges, le temps de calcul pour traiter un développement de ce type réservoir nécessite de réduire cas complet est tout à fait acceptable, si bien que l’équipe travaille les coûts du forage, qui représentent près de 50% des pour son utilisation en temps réel sur un rig de forage pour le moni- investissements dans le cas d’un projet de production de toring des paramètres de forage. pétrole conventionnel. Pour y parvenir, il est nécessaire Cette avancée dans la modélisation de la mécanique des systèmes de forer rapidement et en toute sécurité des puits à de forage est particulièrement intéressante pour la conception de trajectoires complexes traversant des formations rocheu- forages à trajectoires complexes. Pour ceux-ci, l’occurrence du phéno- ses très dures, hétérogènes, et souvent extrêmement mène du flambage est probable, ce qui nécessite l’intégration d’un abrasives. Ainsi, le programme de recherche de l’équipe calcul spécifique lorsque les tiges sont en compression. L’objectif est en forage pétrolier est composé de trois volets : d’aboutir à une modélisation numérique couplant frottements/flam- ■ La forabilité des roches très profondes, afin de comprendre le bage, et fournissant les points et les forces de contact le long du puits, comportement des roches à ces profondeurs vis-à-vis de l’action des tout en tenant compte des effets de température et de pression. outils de forage. Des modèles phénoménologiques sont formulés et Une des applications actuelles de cette modélisation consiste à utilisés pour simuler les performances des outils et en concevoir de identifier de nouveaux matériaux susceptibles d’être utilisés pour bien adaptés à des conditions de forage données (roches traversées, le forage des puits profonds et/ou complexes et des puits à long système de forage utilisé, conditions opératoires…) déport dans lesquels les sollicitations exercées sur les tiges, qu’elles ■ La mécanique du train de tiges : l’équipe développe depuis soient d’ordre mécanique, thermique, hydraulique ou encore chimi- quelques années le code de calcul ABIS qui permet de simuler le que, sont extrêmement sévères. Les résultats de cette recherche 64 sciences de la terre et de l’environnement : Rapport d’activité 2008 mines paristech – gEosciences 65

permettront d’établir les spécifications des nouvelles garnitures que la réponse directionnelle d’un système de forage est de forage les mieux adaptées aux conditions opératoires extrê- largement influencée par la signature directionnelle de mes liées au forage très profond. l’outil lui-même. Un modèle de comportement directionnel Parallèlement à ces développements, l’étude du comportement reliant les efforts sur l’outil en trois dimensions aux dépla- dynamique de la structure de forage est poursuivie. L’objectif est cements de ce dernier a été développé ; il permet d’évaluer de modéliser les signaux vibratoires générés par l’action de forage la « pilotabilité » de l’outil en fonction de sa conception, de de la roche au niveau de l’outil et leur répartition sur les phénomè- la nature de la roche à forer ainsi que des conditions opéra- nes longitudinaux, latéraux et de torsion. Un des buts recherché toires. Ce modèle outil a été couplé au modèle du compor- est de pouvoir préconiser des plages de commandes donnant un tement mécanique des tiges pour prédire les trajectoires fonctionnement stable du système de forage. complexes de forage. Un dispositif expérimental original ■ Comportement directionnel des systèmes de forage : de validation a été développé en 2008 au laboratoire de l’équipe est l’une des premières à révéler et à démontrer forage à Pau.

Modélisation des systèmes de forage dans les puits pétroliers à géométrie complexe [email protected] Face à l’épuisement des ressources d’hydrocarbures, l’extraction du pétrole devient de plus en plus difficile et nécessite de nouvelles avancées technologiques pour pouvoir aller forer et exploiter les puits de plus en plus profonds, longs et complexes. Pour accompagner cette évolution technologie, le Centre de géosciences a développé, en étroite collaboration avec la société Drillscan, des outils de simulation 3D permettant de prédire le comportement mécanique en statique et dynamique des systèmes de forage à l’intérieur d’un puits. Ces outils de simulation sont utilisés dans de nombreux projets de recherche dans le cadre du consortium CITEPH (Concertation pour l’innovation technique dans l’exploitation de la production des hydrocarbures).

Résultats de simulations du comportement mécanique des systèmes de forage (codes de calcul ABIS & VBIS).

Autres domaines liés aux ressources ■ l’équipe Géostatistique a poursuivi ses travaux dans le domaine naturelles de l’halieutique, en particulier sur la capturabilité et la distribution de l’effort de pêche (projet européen CAFE). Le Centre s’intéresse aussi à des thèmes liés plus largement à l’exploitation de ressources naturelles : Stabilité à long terme des milieux ■ l’équipe Géologie contribue à l’amélioration de la connaissance géologiques et de leurs ouvrages de la géologie de la France, à travers sa participation à la réali- sation de cartes géologiques en collaboration avec le BRGM ; Cette thématique regroupe essentiellement deux ■ le Centre a poursuivi ses études sur la géothermie à haute énergie formes d’utilisation du sous-sol : la mise en valeur sur le site pilote de Soultz-sous-Forêts. Il s’agit de modéliser le de ses propriétés de confinement dans le cadre de stoc- fonctionnement de l’échangeur de chaleur, ce qui nécessite la kages et son utilisation comme ressource d’espace. mise en œuvre d’un couplage écoulement/thermique sur un modèle aléatoire de fracturation du milieu rocheux. Le Centre a Stockages en souterrain également été impliqué dans plusieurs études de pré-faisabilité Le domaine des stockages en souterrain est en très de doublets géothermiques, dans le cadre de la géothermie basse fort développement. On pense évidemment avant énergie au Dogger et à l’Albien, ainsi que dans un projet de faisa- tout aux déchets radioactifs de haute activité et vie bilité de la restauration de l’état thermique d’un réservoir géother- longue (HAVL), mais la question du stockage du CO2 mique par réinjection de chaleur perdue (projet ANR GEOSTOCAL) ; est aujourd’hui omniprésente. L’on fait aussi appel au 66 sciences de la terre et de l’environnement : Rapport d’activité 2008 mines paristech – gEosciences 67

souterrain pour y stocker des déchets industriels ou encore Marne, sur la durée du prochain million d’années. Dans de l’énergie. le cadre du partenariat Mines-ANDRA, des travaux ont été entrepris pour extraire le maximum d’information sur la Stockage de déchets radioactifs variabilité des argilites de Bure (géométrie et propriétés) à Le Centre poursuit ses activités de recherche et d’expertise partir de campagnes de géophysique et de forage ainsi que quant à la faisabilité du stockage souterrain des déchets HAVL pour analyser le comportement mécanique des galeries pour le compte de l’ANDRA et de l’IRSN. La collaboration avec expérimentales du laboratoire souterrain (cf. encadré). La l’ANDRA porte sur divers sujets dont l’analyse du contexte collaboration avec l’ANDRA porte également sur l’analyse géologique du bassin de Paris et de sa stabilité à long terme. de la fracturation de ces argilites et l’évaluation de l’en- En 2008, le Centre a mené, au sein du Groupement de labo- dommagement de la roche argileuse au voisinage d’un ratoire Biogéoprospective, des travaux dont l’objectif est de ouvrage, par la mesure de très faibles perméabilités au simuler l’évolution naturelle d’un site géologique vis-à-vis de gaz (jusqu’à 10-22 m2). Enfin l’équipe Hydrodynamique et l’érosion (modification de la surface géomorphologique et Réactions poursuit, en collaboration avec l’École des mines déformation tectonique) et d’en quantifier l’importance pour de Nantes, des travaux sur le transport de radio-nucléides les besoins des analyses de sûreté d’un stockage à l’échelle de sous forme de colloïdes, avec une application au stockage l’ensemble du bassin de Paris et du secteur de Meuse/Haute- de déchets à moyenne activité sur le centre de l’Aube.

Modélisation du comportement mécanique de galeries expérimentales Sujet d’option Sol et sous-sol : [email protected]

Le principe du stockage des déchets HAVL envisagé au laboratoire souterrain ANDRA de Meuse/Haute-Marne s’appuie sur une série de barrières de confinement pour minimiser la diffusion des radionucléides à travers le massif rocheux. Un tel stockage nécessite une étude approfondie des caractéristiques de la formation hôte, tant d’un point de vue géochimique qu’hydrogéologique ou encore géomécanique, pour analyser le comportement de l’argilite à long terme. Afin de traiter l’aspect géomécanique, l’ANDRA a mis en œuvre plusieurs sections de mesures renforcées au niveau de certaines galeries du laboratoire pour mieux comprendre la déformation du massif au cours du temps. L’étude a porté sur l’analyse des mesures obtenues dans la section de mesures renforcées de la galerie expérimentale GMR, située au niveau principal du laboratoire à 490 m de profondeur et orientée selon la contrainte horizontale mineure. Dans le but de reproduire les déforma- tions mesurées, une nouvelle modélisation du comportement géomécanique a été développée, basée sur l’utilisation d’une loi décrivant le caractère anisotrope et différé du massif rocheux, et sur la prise en compte du phasage de creusement de la galerie. Les simulations ont été réalisées avec le code numérique Viplef. Il s’est agi tout d’abord de mettre en contexte la problématique traitée, pour passer ensuite à l´analyse des données expérimentales et au déve- loppement d’un nouveau modèle de comportement basé sur la loi de fluage de Lemaître, lequel vise à reproduire les mesuresin situ en couplant l’effet du fluage et celui du décollement des strates. Pour éclaircir ce dernier point, une modélisation du massif rocheux, incluant des éléments joints, a été faite dans le but de simuler la stratification de l’argilite et de mettre en exergue le rôle prépondérant qu´elle joue. Le modèle de comportement proposé a été validé par comparaison des résultats des essais de fluage effectués au laboratoire avec ceux issus du calcul.

La collaboration avec l’IRSN s’est poursuivie sur la modélisation hydrogéologique à l’échelle du bassin, Séquestration du CO2 l’étude de la géochimie en champ proche et en champ L’équipe Hydrodynamique et réactions a engagé depuis lointain. L’année 2008 a vu se poursuivre les efforts de plusieurs années des travaux dans le domaine du stoc- modélisation des géomatériaux (code HYTEC) dans une kage du CO2 portant d’une manière générale sur la alvéole de stockage de déchets radioactifs en milieu géolo- question du confinement du gaz dans le stockage, et gique profond : durabilité des colis de déchets vitrifiés, comprennant à la fois un aspect expérimental (mise en couplée à la corrosion de l’acier au carbone des conteneurs évidence de la réactivité du CO2 en phase super-critique, (en collaboration avec EDF), évolution physico-chimi- comportement de mélanges de gaz riches en CO2 mais que des scellements en bentonite et béton de l’alvéole comportant des impuretés) et un aspect modélisation (en collaboration avec l’IRSN). La détermination par des (simulation de stockage, couplant le transport du gaz et moyens analytiques performants (microsonde ionique) ses réactions avec les minéraux du réservoir de stockage d’un profil en profondeur de la composition chimique du ou encore du ciment de scellement des puits). La cellule gel d’altération formé à la surface d’une plaquette de verre de réaction, développée durant les années précédentes nucléaire, enfouie dans de l’argilite durant six années, a en collaboration avec le Centre énergétique et procédés, apporté un support expérimental à la première de ces a été modifiée en 2008 de manière à pouvoir travailler études. Un soutien scientifique et technique a aussi été avec des mélanges de gaz et non plus seulement du CO2 apporté à l’IRSN dans le cadre du projet européen PAMINA, pur. Les informations issues de ces expériences permet- exercice d’inter-comparaison et d’étude de sensibilité aux tent, d’une part d’alimenter les modèles en données approximations utilisées dans les simulations de transport thermodynamiques de base, d’autre part de susciter une de radionucléides intégrées aux études de sûreté des stoc- réflexion sur les mécanismes fondamentaux et leur mise kages. Enfin, la collaboration avec EDF sur l’architecture en équation, afin d’améliorer le domaine d’expertise des du site HAVL s’est poursuivie. codes de calculs du Centre. 66 sciences de la terre et de l’environnement : Rapport d’activité 2008 mines paristech – gEosciences 67

Les travaux conjoints des équipes Géostatistique et compréhension et la modélisation de l’état thermodynami- Hydrodynamique et réactions ont permis d’améliorer la que de la cavité durant toutes les phases de sa vie (création compréhension des phénomènes couplés chimie-hydro- par lessivage, remplissage, exploitation et abandon). dynamique dans des milieux géologiquement plus réalistes : l’effet de la prise en compte d’hétérogénéités spatiales pour les paramètres d’écoulement, de trans- Aménagement de l’espace souterrain port et de chimie a été étudiée. Les résultats issus de ces L’équipe Géologie a poursuivi en 2008 sa collaboration avec travaux ont été valorisés dans les approches de modéli- LTF et le BRGM sur la modélisation 3D de la zone alpine sation du Centre, en particulier pour la simulation des comprise entre le Massif de Belledonne et la Vanoise occi- opérations de lixiviation in situ. dentale.

Dans le domaine du monitoring d’un stockage de L’équipe Géologie de l’ingénieur et géomécanique a, pour sa CO2, une thèse a débuté en novembre 2008 en collabora- part, contribué au développement d’une nouvelle méthode tion avec EDF et l’Institut de physique du Globe de Paris, de réalisation de parois moulées, dans le cadre du projet euro- pour améliorer les techniques de suivi des fuites diffuses péen SCOUT mené en partenariat avec Solétanche-Bachy et de gaz par l’analyse isotopique et de gaz rares. huit autres partenaires de la communauté européenne. Le projet propose une nouvelle approche pour la réalisation de L’équipe Géostatistique a apporté sa contribution au tranchées couvertes en milieu urbain, qui intègre plusieurs projet ANR Crisco2, piloté par le BRGM, pour établir voies d’innovation : une innovation de rupture consistant des critères de sécurité pour le stockage géologique à développer un nouvel outillage de construction de parois de CO2. caractérisé par un processus de creusement continu, sans allers-retours d’engins et une absence de boue de forage ; une Déchets industriels nouvelle organisation du mode de construction lui-même ; La maîtrise des déchets s’impose comme un objectif et, finalement, une nouvelle conception globale du projet incontournable du développement durable de notre d’infrastructure, optimisant l’ensemble du projet suivant les société. Dans ce domaine, l’une des études entreprises critères de l’économie, de l’impact environnemental et des en 2008 a visé à mieux comprendre et modéliser le nuisances aux riverains. Ces développements sont poursuivis piègeage et relargage de sels de chlorure dans le cadre actuellement dans le cadre d’un nouveau projet national, du stockage de déchets dangereux stabilisés (en collabo- TRACI, dont l’objectif est de développer sur ce concept un ration avec la Sustainable Landfill Foundation). Par ailleurs, outillage industriel, capable de construire des parois de 20 m les nouvelles réglementations nationales et européennes de profondeur. Cette dernière étape de développement devra incitant fortement à envisager la valorisation des mâche- résoudre des difficultés accrues, notamment en matière de fers d’incinération d’ordures ménagères (MIOM), une marinage des déblais, de guidage de l’outillage, et de mise en thèse soutenue en 2008 a permis de mieux déterminer place des matériaux. l’impact environnemental de ces MIOM en valorisation routière (cf. encadré, page suivante). Par ailleurs, dans le cadre du projet ANR JETPHI, l’équipe développe une nouvelle approche de dimensionnement Par ailleurs, une collaboration entre plusieurs équipes spécifique pour les projets de jet-grouting, basée sur la du Centre vise à caractériser et évaluer certains sites modélisation théorique et expérimentale de l’interaction souterrains pour le stockage de résidus chimiques. Les entre le jet d’eau et le sol, pour apporter une meilleure travaux comprennent deux actions couplées : d’une part, maîtrise des paramètres du jet et des variations de diamètre une caractérisation physico-chimique des matériaux à des colonnes de mortier ciment réalisées en fonction des stocker et une prévision de leur évolution géochimi- terrains traversés. que dans le site et, d’autre part, une caractérisation du comportement mécanique de ces matériaux et une Il a de plus été possible, dans le cadre du projet ANR MIRA- modélisation de leur rôle dans la stabilité à long terme DOR (limitation des risques dans les ouvrages d’art : ponts, du site souterrain. tunnels, barrages...), de développer un outil de prévision du comportement d’un ouvrage, à base de réseaux de neurones, Stockage d’énergie afin de confronter les mesures régulières et pour détecter des En matière de stockage géologique d’énergie, l’équipe « ruines » possibles. Une seconde étape a été entamée pour Géologie de l’ingénieur et géomécanique travaille sur l’op- analyser les écarts entre prévisions et mesures en s’appuyant timisation du stockage de gaz naturel en cavités salines. sur une approche de type « arbre de décisions ». Ce type de stockage présente un avantage technique majeur par rapport au stockage en milieu poreux car il offre une capacité de production avec des débits instan- Environnement tanés très élevés. L’équipe s’appuie sur son expertise Le Centre mène dans ce domaine des travaux de caractérisa- reconnue en matière de rhéologie du sel et d’analyse du tion des ressources naturelles et des pollutions. Les problé- comportement et de la stabilité d’ouvrages réalisés dans matiques relèvent de la recherche de relations entre variables des horizons de sel, qu’il s’agisse d’exploitations miniè- observées et paramètres « explicatifs », de l’exploitation de res classiques ou par dissolution. L’accent est mis sur la ces relations pour améliorer la précision des estimations, 68 sciences de la terre et de l’environnement : Rapport d’activité 2008 mines paristech – gEosciences 69

Impact environnemental des mâchefers d’incinération d’ordures ménagères valorisés en technique routière Thèse de David Dabo, contacts: [email protected], [email protected] en collaboration avec l’INERIS, la société Eurovia et l’Université Technologique de Luleå en Suède

Il s’est agi d’étudier le comportement de mâchefers d’incinération des ordures ménagères (MIOM) en contexte de valorisation routière et d’évaluer leur impact environnemental. Ces déchets présentent, en effet, des caractéristiques géotechniques qui les rendent susceptibles d’être en partie substitués aux granulats naturels, ressources naturelles en baisse dans les régions fortement urbanisées. La démarche mise en œuvre a associé des approches de caractérisation physico-chimique et miné- ralogique (SIMS, EAFS, MEB environnemental), d’expérimentation à différentes échelles (tests au laboratoire et sites pilotes routiers de 10 ans d’âge), et un outil de simulation opérationnel d’aide à la décision (modélisation hydro-géochimique) de la qualité des lixiviats et de l’évolution à long terme des MIOM. 56Fer 208Pb

Image de haute résolution obtenue à la microsonde ionique d’un grain de MIOM montrant une incorpo- ration du plomb dans les minéraux de fer. Modélisation avec le code HYTEC, couplant les réactions chimiques à l’hydro- Ce type d’analyse permet de préciser la distribution dynamique, de l’évolution du pH des lixiviats récoltés sous un site pilote routier des polluants au sein des différentes phases solides montrant une atténuation rapide de la charge alcaline (impact chimique) dans le et, en fonction de la stabilité de ces phases, les temps. risques de dissémination des polluants.

et de la confrontation des prévisions fournies par les polluées par les épandages d’eaux usées de la ville de modèles phénoménologiques aux mesures en quelques Paris qui ont fait l’objet d’un arrêté préfectoral inter- stations. Le recours aux techniques de la géostatistique disant certaines cultures. L’étude actuelle, financée est donc quasi systématique, et la comparaison des par la région, le département, l’Agence de l’eau et le concentrations à un seuil de qualité implique la mise SIAAP en collaboration avec l’UMR Sisyphe du CNRS en œuvre d’estimateurs non linéaires. et l’INRA, a pour but de préciser quelle devrait être la gestion future de ces sols pour stabiliser les très Pollution des sols fortes concentrations en métaux qui y sont contenues, prévenir leur départ vers la nappe phréatique, mais Dans le champ de la pollution des sols, l’équipe aussi « inerter » la dispersion de poussières. Géostatistique est membre fondateur de l’association GeoSiPol, qui vise à diffuser les méthodes géostatis- L’équipe Hydrodynamique et réactions travaille en tiques auprès des professionnels de la dépollution collaboration avec le Laboratoire national d’hydrauli- des sols. Par ailleurs, le projet Loquas, piloté par l’IFP que et environnement d’EDF, l’INERIS et Lafarge sur la dans le cadre du programme ANR Precodd, a permis modélisation géochimique des cendres volantes, issues de proposer et de valoriser un échantillonnage excep- des centrales thermiques, afin de mieux comprendre tionnel, effectué sur une friche industrielle polluée les mécanismes de fixation et de libération de métaux par des hydrocarbures, pour caractériser et quanti- spécifiques (Cr, Se, Mo et V) et de prévoir, sur le fier la variabilité spatiale de l’échelle centimétrique à long terme, leur impact environnemental. D’un point l’échelle décamétrique. Pour ce type de polluants, il de vue plus général, les cendres volantes, les REFIOM apparaît que la variabilité à l’échelle centimétrique voire les MIOM sont utilisés en mélange avec un liant à décimétrique reste prépondérante, avec comme hydraulique (chaux ou ciment Portland, ciment à base conséquence une mauvaise précision des estimations de laitier de haut-fourneau) pour profiter de leurs actuelles effectuées pour la conduite des chantiers. Le propriétés poudzolaniques, en particulier lorsqu’el- projet se poursuit avec l’étude d’un deuxième site. les sont valorisées en techniques routières ou bien Enfin, un guide sur le traitement géostatistique des injectées dans le sous-sol pour combler des cavités, mesures de reconnaissance des sites est en cours de où leur valeur technique et leur bon comportement rédaction pour EDF. physico-chimique, sont généralement reconnus et constituent même un atout spécifique. En revanche, L’équipe Systèmes hydrologiques et réservoirs est impli- ces usages peuvent être limités par des considérations quée dans l’étude et la gestion des zones agricoles relatives à leur impact environnemental puisqu’elles 68 sciences de la terre et de l’environnement : Rapport d’activité 2008 mines paristech – gEosciences 69

contiennent à l’état de traces des métaux lourds et (bassins versants, aquifères) et l’activité humaine des toxiques chimiques, pour la plupart concernés (centres urbains, agriculture). En 2008, les travaux par les réglementations. Ainsi, pour chaque chantier, se sont poursuivis sur la modélisation des questions l’absence d’impact environnemental de la valorisation relatives à l’hydrologie et l’agriculture à l’échelle du des cendres en usage lié doit être démontrée. bassin et sur celle des écosystèmes fluviaux. Dans le même cadre le projet Eau-dyssée vise au développement Pollution des eaux d’une plate-forme intégrée de modélisation du cycle de Dans le domaine de la qualité de l’eau, l’équipe Géos- l’eau couplée avec des modèles météorologiques et des tatistique mène des travaux de développement d’in- modèles d’infiltration des eaux de surface. Les travaux, dicateurs caractérisant les flux et les concentrations en 2008, ont comporté, entre autres, le couplage d’un en polluants le long des cours d’eau. La collaboration module d’écoulement en rivière simplifié adapté à la avec l’équipe Systèmes hydrologiques et réservoirs, pour représentation de grands réseaux (RAPID) et l’introduc- caler des modèles de fonctions aléatoires définies sur tion d’un couplage plus fin entre la zone non saturée des structures de graphes aux données expérimentales, et la zone saturée (thèse en cours). a également permis de comprendre les écarts entre mesures et modèle et de mieux contraindre le modèle Des travaux proches de ceux portant sur la Seine déterministe. Les travaux se poursuivent avec la mise ont été initiés sur la plaine alluviale du Rhin, avec en place d’un extrapolateur spatio-temporel « exact » pour objectif d’analyser, entre autres, sa vulnérabilité utilisant à la fois l’ensemble des données (observations) aux pollutions d’origine agricole, dans le cadre du et la connaissance des processus biogéochimiques dans projet ANR VulNar. les cours d’eau. Ces travaux permettront d’aboutir à un outil à la pointe de la caractérisation de la qualité des L’équipe Systèmes hydrologiques et réservoirs s’inté- eaux à l’échelle d’un réseau hydrographique. resse aussi au domaine du changement climatique et ses impacts sur l’hydrogéologie des grands bassins Par ailleurs, les équipes Systèmes hydrologiques et versants grâce à des travaux de modélisation hydro- réservoirs et Hydrodynamique et réactions mènent, dans dynamique dans le cadre du programme RExHySS le cadre du PIREN Seine et du programme Seine Aval, initié par le Ministère de l’écologie, de l’énergie et du des travaux visant à modéliser un système de rivière développement (MEEDAT) (programmes GICC-Gestion et ses interactions avec son environnement naturel et impact du changement climatique).

Impact du changement climatique sur les ressources en eau (Programme de recherche RExHySS - http://www.sisyphe.jussieu.fr/~agnes/rexhyss/) [email protected], [email protected]

L’objectif de ce projet, initié par le MEEDAT, est d’évaluer l’impact du changement climatique d’origine anthropique sur les extrêmes hydrologiques dans les bassins versants de la Seine et de la Somme. Les incertitudes liées à la modélisation du climat sont appréhendées par multiplication des scénarios de changement climatique : plusieurs versions de modèles de climat (ARPEGE-Climat de Météo-France, modèles du 4e rapport du GIEC), des scénarios d’émissions différents (A1B et A2) et des méthodes de désagrégation différentes (Quantile-quantile ou Régime de temps). Plusieurs modèles hydrologiques sont également confrontés afin de pouvoir analyser les incertitudes liées à ces outils de prévision. DEFICIT CUMULE : 3330 Mm3 (~35%) Le modèle MODCOU du Centre de Géosciences a été utilisé /"AMIENS /"SAINT-QUENTIN sur le bassin de la Seine et de la Somme. La conséquence /" CHARLEVILLE-MEZIERES hydrologique du changement climatique (réchauffement 3 122 Mm /"LAON /"LE HAVRE 3 de l’air et réduction des précipitations en toutes saisons) /"ROUEN /" 134 Mm BEAUVAIS /"COMPIEGNE

est un assèchement prononcé des bassins étudiés au /"REIMS /"CAEN e cours du 21 siècle. Il s’exprime sur les débits des cours 3 /"EVREUX 255 Mm /"CHALONS-SUR-MARNE d’eau en période d’étiage ou de crue (baisse moyenne de 118 Mm3 près de 30 %) et par un déficit important d’alimentation /"PARIS 3 3 en eau des grandes formations aquifères. Ces résultats 236 Mm 255 Mm3 238 Mm

interrogent également sur le devenir de l’irrigation (dont /"CHARTRES 3 les besoins augmentent de plus de 50 %) au regard des Déficit 217 Mm /"TROYES (millions de m3) 3 /" autres usages de l’eau sur le bassin. 1 - 25 181 Mm CHAUMONT 3 25 - 50 156 Mm 50 - 100 /"ORLEANS Déficit annuel moyen d’alimentation des grandes masses d’eau 100 - 150 /"AUXERRE souterraines du bassin de la Seine à l’horizon 2070. 150 - 200 200 - 255 70 sciences de la terre et de l’environnement : Rapport d’activité 2008 mines paristech – gEosciences 71

Pollution de l’air d’autre part. Le Centre contribue aux travaux du GISOS, La géostatistique intervient également dans le domaine de en partenariat avec le BRGM, l’INERIS et l’INPL. En 2008, la qualité de l’air, pour caractériser la pollution et définir des les travaux, menés dans le cadre d’un projet européen du procédures d’échantillonnage. Les résultats des travaux menés programme RFCS, ont porté sur l’impact de l’ennoyage durant les années précédentes et l’expérience acquise ont été sur les terrains foudroyés à l’aplomb des anciennes mis à profit pour développer des modèles décrivant conjointe- mines de charbon. ment les mesures aux stations et les résultats de modélisation, permettant une avancée significative pour l’automatisation Par ailleurs, la thématique de l’après-mine s’élargit de la cartographie des pollutions (étude INERIS). Une étude de plus en plus à celle de l’après-cavités. Les pouvoirs pour le compte de la DRIRE Lorraine a abouti à proposer un publics, ainsi que les opérateurs de cavités, s’inquiètent, algorithme pour « tracer » l’origine d’une pollution. en effet, de la stabilité à long terme des cavités salines abandonnées après exploitation du sel ou après arrêt Les travaux sur l’enregistrement de la pollution métallique d’un stockage de gaz naturel. L’équipe Géologie de l’ingé- diffuse et de son évolution durant les dernières décennies dans nieur et géomécanique, qui dispose dans ce domaine d’une les cernes des arbres, menés par l’équipe Hydrodynamique et compétence reconnue sur le plan international depuis réactions, dans le cadre du réseau de recherche sur de déve- maintenant 30 ans, mène des travaux destinés à prédire loppement soutenable de la région Île-de-France, se sont le comportement à très long terme des cavités, par l’éla- poursuivis. boration de nouvelles lois rhéologiques, intégrant la notion d’endommagement et de rupture à long terme. Risques liés au sol et au sous-sol Outils expérimentaux et numériques Cette thématique comprend deux types d’activités bien distinctes : celles liées aux risques naturels et celles liées au contexte Moyens de caractérisation et d’expérimentation de l’après-mine. Le Centre dispose d’importants moyens de caractérisa- tion et d’expérimentation : Risques naturels ■ des moyens de microscopie électronique à balayage, des diffrac L’équipe Géologie de l’ingénieur et géomécanique a développé, tomètres à rayons X, des micro-sondes électronique et ionique ; durant les dernières années, des travaux portant sur différents ■ des équipements de pétrophysique (porosimètres, perméa aspects des risques naturels, en particulier à travers l’étude mètres) ; des facteurs de prédisposition des bassins versants et des ■ des équipements de mécanique des sols, de mécanique des facteurs déclenchant des laves torrentielles, la déstabilisation roches et ceux qui sont liés à l’étude de la fragmentation mécani- de versants par glissements de terrain associés à des coulées que et hydraulique des roches ; boueuses, l’analyse des mouvements gravitaires de grande ■ des équipements liés au forage pétrolier (à Pau) ; ampleur, l’analyse des effets de site en contexte sismique, ou ■ des laboratoires d’analyse des eaux. encore, l’analyse des phénomènes de retrait-gonflement de matériaux argileux, qui sont à l’origine de l’aléa de sécheresse Moyens numériques géotechnique. Le développement d’outils numériques au service des travaux de recherche est une activité importante du En 2008, les travaux ont porté essentiellement sur l’aléa et Centre. le risque de sécheresse géotechnique, dans le cadre de collaborations avec différents partenaires (Ponts ParisTech - CERMES, Pour permettre aux industriels de bénéficier des avan- UPEMLV - OTIG, CSTB, BRGM…) et avec le soutien financier de cées de la recherche, l’équipe Géostatistique développe, la Fondation MAIF, de la Région Île-de-France (via le Réseau en collaboration avec Géovariances qui en assure la francilien de recherche sur le développement soutenable), de commercialisation et la maintenance, le logiciel ISATIS l’ANR et du Réseau génie civil et urbain. Le Centre a principa- qui présente un ensemble quasi exhaustif des techniques lement travaillé sur la caractérisation de l’aptitude au retrait- géostatistiques. Ce logiciel sert de plate-forme de travail à gonflement des sols argileux et sur l’identification d’indicateurs plus de 500 utilisateurs dans des domaines d’activité très techniques capables de caractériser la sécheresse géotechnique variés. Les développements réalisés en 2008, qui seront ainsi que sur les impacts géologiques et géotechniques des intégrés à la version 7.0, permettront, en particulier, de mouvements de nappes phréatiques sur le bâti et les ouvrages réaliser des simulations de blocs dans le cadre du modèle souterrains (projet Hydrogéobat). gaussien discrétisé. Par ailleurs, la mise en œuvre de la librairie de Géostatistique dans le programme RGeoS (développé sur la plate-forme R) commence à trouver Après-mine son public ; elle permet de développer des outils spéci- Les activités du domaine de l’après-mine couvrent des ques- fiques (tels que l’extraction des échelles de temps dans tions relatives aux risques d’instabilité de surface ou de reprises l’analyse des diagraphies pour la recherche de hiatus), d’affaissements, d’une part, et aux impacts environnemen- ou encore des techniques nouvelles, comme les pluri- taux post-exploitation et à la gestion des sites après fermeture, gaussiennes ombrées. 70 sciences de la terre et de l’environnement : Rapport d’activité 2008 mines paristech – gEosciences 71

Les équipes Hydrodynamique et réactions et Systèmes modèle stochastique SIR (susceptibles, infectés, remis) hydrologiques et réservoirs développent des outils dédiés aux données de grippe du réseau Sentinelles. à l’étude des écoulements et des transferts de matière dans des milieux poreux (MODCOU, METIS). Les dévelop- L’estimation de paramètres thermiques d’un bâtiment pements les plus importants concernent la plate-forme sur la base de sa consommation énergétique et des para- Hytec, qui permet, grâce à la base de données Chess, de mètres météorologiques, fait l’objet d’une thèse pilotée prendre en compte les réactions chimiques et donc de par EDF-R&D, en collaboration avec le Centre automatique modéliser les transports réactifs. Ces développements se et systèmes. On évalue les possibilités offertes par les font dans le cadre d’un consortium, intitulé Pôle Géochi- simulations stochastiques hamiltonniennes pour générer mie Transport, dont la 3e phase (de 3 ans) a démarré en des réalisations de la loi a posteriori dans une analyse bayé- octobre 2008. L’effort de développement de deux outils sienne ; cette technique sera comparée à l’échantillon- logiciels issus de la plate-forme Hytec initié en 2007 en neur de Gibbs, dont l’application au modèle en réseau collaboration avec EDF, a été prolongé en 2008. Il s’agit est naturelle. Par ailleurs, les recherches portant sur la d’une part d’un outil dédié à la prévision de la profon- décomposition d’une courbe de charge en ses composan- deur de béton contaminé dans l’enceinte des centrales tes, conduites en association avec le laboratoire de signaux nucléaires et d’autre part d’un outil dédié à la gestion et systèmes de SUPÉLEC, sont poursuivies. des filtres des circuits de refroidissement primaires des centrales nucléaires.

L’équipe Géologie de l’ingénieur et géomécanique a pour- Faits marquants suivi le développement de la plate-forme logicielle Viplef, code de calcul spécifiquement adapté à la modélisation L’année 2008 a été marquée par le démarrage de travaux et la simulation du comportement des massifs rocheux de recherche de grande envergure en partenariat avec et de leurs ouvrages. des consortiums. Ainsi la troisième phase du Pôle Géochimie Transport, qui réunit le CEA, EDF, l’INÉRIS, Extension de certaines activités de recherche l’IRSN, Lafarge, Schlumberger et Total, a été signée en hors du champ des Sciences de la terre octobre. De même le Centre a participé activement au nouveau programme de recherche CITEPH (Concerta- L’assimilation de données par des modèles numériques tion pour l’innovation technologique dans l’exploration fait l’objet de travaux en océanographie depuis plusieurs production des hydrocarbures), financé par les acteurs années et est appliquée à des problèmes pétroliers depuis principaux du secteur pétrolier français, en conduisant 2008. Elle est abordée par des méthodes séquentielles, six projets de recherche sur le forage. c’est-à-dire en examinant différentes variantes du filtre de Kalman. L’étape essentielle de correction du vecteur d’état La visibilité académique du Centre s’est maintenue y est réalisée par krigeage et l’assimilation séquentielle peut grâce à la publication de soixante dix articles dans des donc être vue comme une application de la géostatistique revues internationales à comité de lecture ou communi- à des systèmes de prévision opérationnelle, combinant des cations à des congrès, aux soutenances de douze thèses modèles numériques décrivant la dynamique temporelle et de doctorat et de quatre diplômes d’Habilitation à diri- un flux d’observations issu de stations de mesures. ger des recherches. Trois enseignants-chercheurs ont été recrutés en Géostatistique, Géologie et Systèmes hydrologiques L’utilisation et le développement de méthodes géos- et réservoirs et trois nouveaux postes seront pourvus, dès tatistiques pour l’assimilation de données sont au cœur le début de l’année 2009, en Géophysique, Géostatistique du projet franco-norvégien sur la Prédiction des condi- et Hydrodynamique et réactions. Quatre visiteurs scientifi- tions océaniques et côtières (2006-2008), cofinancé par ques dont un professeur du Département de génie des l’ANR. Deux thèses examinent le traitement conjoint mines, de la métallurgie et des matériaux de l’Université d’observations et de sorties de modèles physiques de Laval à Québec ont été accueillis en 2008. propagation : l’une, en collaboration avec le Laboratoire central des Ponts-et-Chaussées, s’intéresse à l’exposition Le Centre a organisé, avec le soutien de la Fonda- acoustique sur un site expérimental à Saint-Berthevin tion MAIF, l’ANR et la Région Île-de-France, un colloque au voisinage d’un pont ferroviaire ; l’autre, qui se place international sur le thème « Sécheresse et construc- dans la poursuite de travaux menés avec France-Télécom tions ». Il a été partenaire des premières Olympiades de R&D et est financée par l’ANR, vise à évaluer l’exposition géosciences organisées par le Ministère de l’Éducation radioélectrique en milieu urbain. nationale, dans le cadre de l’année internationale de la planète Terre. La collaboration avec l’Inserm U707 et le Centre Nansen de Bergen (Norvège), s’est poursuivie cette année Enfin l’ensemble des équipes et moyens expéri- par le développement d’un système de prévision d’épidé- mentaux du Centre ont été regroupés sur le site de mies fondé sur l’application de filtres particulaires et d’un Fontainebleau. 72 sciences de la terre et de l’environnement : Rapport d’activité 2008 Institut supérieur d’ingénierie et de gestion de l’environnement Directrice : Frédérique Vincent — [email protected] — Tél. : 01 64 69 48 78 www.mines-paristech.fr/Fr/ISIGE/

L’ISIGE a pour mission de développer des approches Pour répondre à une demande croissante de la globales des enjeux de développement durable. Il part des entreprises, l’ISIGE en association avec la offre des formations transversales et participe à des CEGOS propose désormais un exécutive mastère projets de recherche pluridisciplinaires en association spécialisé Management de la Qualité-Sécurité-Environ- avec des institutions extérieures et en partenariat avec nement et développement durable. Ce parcours de 18 les centres de recherche de MINES ParisTech. mois s’adresse à des cadres et est compatible avec la poursuite de leur activité professionnelle.

Des formations au cœur L’ISIGE anime également deux enseignements des problématiques spécialisés, pour les élèves ingénieurs, sur les enjeux du développement durable du développement durable et la gestion des impacts environnementaux. La dimension environnementale et, plus générale- ment, les questions de durabilité sont désormais intégrées dans le management et dans les décisions Les TICE pour éduquer au développement stratégiques de l’entreprise. Cependant ces questions durable s’inscrivent dans des réalités complexes qui font intervenir une multitude de compétences scientifiques, L’ISIGE développe des formations à distance dans le économiques, juridiques, mais aussi sociales et éthi- domaine de l’environnement et du développement ques. Pour mieux gérer l’ensemble de ces paramètres, durable, en insistant particulièrement sur les innova- les entreprises ont besoin de cadres disposant d’une tions pédagogiques rendues possibles par les outils vision large et mettant en œuvre des outils et des multimédia. Un portail de formation accessible libre- méthodologies adaptées. ment propose une offre de ressources pédagogiques structurée (http://www.e-sige.mines-paristech.fr). Fruit d’une réflexion pédagogique innovante, le Mastère spécialisé en Ingénierie et gestion de l’environne- L’ISIGE poursuit sa collaboration à l’Université ment, organisé en collaboration avec l’AgroParisTech et virtuelle environnement et développement durable l’École des ponts ParisTech, vise par ses méthodes d’en- (Université numérique thématique UVED), en parta- seignement variées, à donner à des étudiants et des geant son expertise pédagogique et technique avec cadres de haut niveau une vision globale des enjeux du les autres membres d’UVED, et en y proposant des développement durable. Après 18 ans de succès avec projets de développement de contenus ou d’outils ce mastère, l’ISIGE propose une nouvelle formation, pédagogiques. dispensée en anglais, pour répondre aux enjeux environnementaux de pays en pleine croissance économi- Projets et partenariats que et aux entreprises qui s’y développent. L’ISIGE accompagne des territoires et des entreprises L’International Advanced Master in Environmental dans leurs démarches de développement durable. Dans Management est développé en collaboration avec le cadre d’un partenariat Seine-et-Marne développe- l’INSA de Lyon et la prestigieuse université chinoise ment, une étude a été réalisée sur l’opportunité de déve- de Tsinghua, à Pékin. Cette formation a été initiée lopper sur ce territoire une filière biomasse-énergie. par le Ministère de l’éducation nationale et soutenue par la Commission européenne. Elle est conduite L’ISIGE a également participé aux Ateliers de en forte association avec des grands groupes indus- réflexion prospective en écologie industrielle mis en triels français et délivre un double diplôme français place par l’Agence nationale de la recherche pour et chinois. orienter ses programmes dans les 6 ans à venir.

tique et procédés Le centre de recherche de ce département, le Centre « che d’autant plus essentielles dans le contexte actuel. suscite, dès lors, de nouvelles problématiques de recher ■ ■ problèmes techniques de fond : deux à confrontéssont pays les tous de énergétiques tensions de plus en plus vives. Aujourd’hui, les systèmesmie. desCelle-ci crisescependantetdes est soumise à L énergétique et en génie des procédés. plinaires. Il anime par ailleurs de nombreuses formations en pour traiter les questions qu’il étudie, par nature pluridisci des procédés. capacité de recherche et d’expertise en énergétique et en génie il est ainsi naturel que des ingénieurs de l’industrie minérale. De par ses missions, formation de la matière ont été au centre des préoccupations Traditionnellement, les questions énergétiques et la trans mes deproductionetdesprocédés industriels. la nécessité environnementaux delimiter lesimpacts dessystè l’épuisement naturelles decombustiblesfossiles desréserves L’interface entre l’énergétique et le génie des procédés de vie et de la compétitivitéla denotreécono etdevie de niveaunotre composanteessentielle de une XX du cours au devenue est’énergie

» ( CEP MINES ), mobilise des compétences multiples ParisTech dispose d’une forte

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; - cadre du élèves de 1 ( ( « lier enUV-A etUV-B enJ/cm².Publicationdansl’édition2008du ( Installation solaire à l’Abbaye de Lérins (photomontage réalisé par les Équilibre liquide-vapeur d’unmélangederéfrigérants Cartographie delamoyenne surquinzeansdurayonnement journa Modélisation d’unfour industrielavec CEP CEP CEP - -

World CancerReport - - - / -Sophia) -Paris) TEP

MIG -Fontainebleau) ère gétiques et des bâtiments, alliant éco-efficacité alliant bâtiments, des et gétiques mutation éner réseaux des conception une la dans profonde conséquence pour auront et ambitieux extrêmement sont l’autre, à secteur d’un spécifique consommation, de de réduction termes en européen, et national niveaux aux venir à décennies les pour fixés objectifs Les concernés. également sont serre, de effet à gaz de émissions aux contributeurs gros que SO et NOx CO de émissions des réduction (filtration, d’énergie conversion de équipements les dans matières de traitement de d’opérations plus en plus de d’intégrer s’agit qu’il dès requises sont procédés des génie en compétences des même, De industriel. procédé tout de mental environne l’impact réduire ainsi et unitaires opérations des consommations aux s’attaquer et en pour système sont nécessaires intégration énergétique en compétences Des strictes. plus des produits et répondre à des normes toujours de créer les et coûts la nouveaux, qualité pour maîtriser en à ou visent procédés qui leurs améliorer à entreprises des besoins aux dre répon doivent recherches les limentaire…), année du cycle ingénieur civil de « Le bâtiment ainsi que les transports,tant les en que ainsi bâtiment Le agroa (chimie, industriel secteur le Dans

ALEF

» 2008)

» del’OrganisationMondialepourlaSanté 2 ). THERMETTE MINES ® et ParisTech dans le 0 J/cm 20 J/cm 40 J/cm 60 J/cm 80 J/cm 100 J/cm 120 J/cm 140 J/cm 160 J/cm 180 J/cm

MODRAY 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 ® B - 2 - - - - , Énergétique & Génie des Procédés 74 Énergétique et Génie des Procédés : Rapport d’activité 2008 75

et intégration poussée de moyens décentralisés de Pôles de compétitivité production et de stockage d’énergie, avec un recours ■ « Capénergies », Région PACA (Provence - Alpes - Côte d’Azur) : important aux énergies renouvelables. Énergies non génératrices de gaz à effet de serre (10 contrats de recherche en cours en 2008) Enfin, de nombreuses innovations dans le Contact : Didier Mayer, membre du Comité Stratégie domaine énergétique passent par la mise au point ■ « Pégase », Région PACA (Provence - Alpes - Côte d’Azur) : de matériaux adaptés, souvent nanostructurés, et Filière aéronautique et spatiale régionale des procédés de fabrication associés. Les piles à (1 contrat de recherche signé en 2008) combustibles ou les superisolants que nous utili- Contact : Patrick Achard serons demain seront ainsi issus des travaux menés ■ « ADVANCITY », pôle national : à la frontière des domaines de l’Énergie, des Maté- Ville et Mobilité Durables riaux et du Génie des procédés. (1 contrat de recherche signé en 2008) Contact : Bruno Peuportier Les recherches menées dans le département ■ « PASS », Région PACA (Provence - Alpes - Côte d’Azur) : Énergétique et génie des procédés s’inscrivent dans Parfums, Arômes, Senteurs, Saveurs un cadre de développement technologique et (1 contrat de recherche signé en 2008) reposent sur l’idée que seul un effort de recherche Contact : Laurent Fulcheri et développement scientifique et technologique considérable peut permettre de développer des filières susceptibles de répondre aux défis à long Formations doctorales terme en évitant si possible les crises cycliques à Énergétique court terme. Les caractéristiques finales recherchées Responsable : Lucien Wald, Sophia Antipolis. pour ces filières sont la fiabilité, la compétitivité, le Génie des procédés respect de l’environnement, et l’adaptation à une Responsable : Dominique Richon, Fontainebleau. demande accrue de biens et de services. Formations de niveau Master (DNM) Master professionnel Transport et développement durable Les systèmes ou concepts étudiés dans ce Dépar- (ParisTech/Fondation Renault) tement n’ont pas tous comme objectif d’offrir une Responsables MINES ParisTech : Jérôme Adnot, Paris. alternative à court terme, mais ils s’inscrivent, pour Master professionnel Stratégies énergétiques (CEP/CERNA) certains, dans une vision à long terme qu’il est de Responsables : Jérôme Adnot (CEP) et Gilles Le Blanc (CERNA), Paris. notre rôle de contribuer à faire émerger pour prépa- Master professionnel Conception, modélisation rer le futur énergétique des pays industrialisés ou et optimisation des procédés en développement. (ENSTA ParisTech/MINES ParisTech/AgroParisTech/École Polytechnique) Responsable MINES ParisTech : Chakib Bouallou, Paris. Pour ceux des concepts étudiés qui sont écono- Master professionnel «Gestion et traitement des eaux, des miquement viables, il s’agit d’accompagner des sols et des déchets» partenaires industriels dans leur développement (ENSTA ParisTech/MINES ParisTech/AgroParisTech/ENPC/ENSCP/ESPCI) technologique en leur permettant d’intégrer dans Responsable MINES ParisTech : Alain Gaunand, Paris. leur savoir-faire les résultats des recherches conduites dans ce domaine. Formations post-Master Mastère Ingénierie et gestion du gaz Les recherches menées dans ce Département Responsable : Dominique Marchio, Paris. prennent des formes variées adaptées à leurs objec- Mastère européen sur les Énergies renouvelables (EUREC) tifs et reflétant la diversité des modes de diffusion Responsables MINES ParisTech : Didier Mayer des résultats de R&D dans la société. Ces recher- et Jose Gonzalez-Aguilar, Sophia Antipolis. ches comportent aussi bien des études à dominante Mastère International energy management (ALEF) scientifique, des activités de développement tech- Responsable : François-Pascal Neirac, Sophia Antipolis. nologique, que des études à caractère économique sur l’énergie et l’environnement. Autres formations IST (ISUPFERE) Responsables : Jérôme Adnot et Dominique Marchio, Paris. e-learning DIAPASON (Diaporamas pédagogiques animés et sonorisés) Responsable : Renaud Gicquel, Sophia Antipolis. 74 Énergétique et Génie des Procédés : Rapport d’activité 2008 75 Centre énergétique et procédés (MINES ParisTech – CEP) Directeur : Didier MAYER Directeur adjoint, responsable du CEP Paris : Denis Clodic options, Développement industriel des procédés avancés et Machines et énergie. Il organise en tronc commun CEP Directeur adjoint, responsable du Sophia Antipolis : l’enseignement de Thermo-mécanique des fluides et Thierry Ranchin Techniques moteurs, et cinq enseignements spécialisés. Responsable du laboratoire TEP à Fontainebleau : Il a proposé, en 2008, trois MIG : un sur le captage du Dominique Richon CO2, un sur les alternatives énergétiques du futur, et Responsable communication : un sur la gestion durable de l’eau. Le CEP participe Roseline Adde-Wald également à la formation des ingénieurs des Corps techniques de l’État. Courriel [email protected] En cycle Post-Master, il est responsable de trois Paris Tél 01 40 51 92 49 Fax 01 46 34 24 91 Mastères spécialisés : Ingénierie et Gestion du Gaz, Fontainebleau Tél 01 64 69 49 63 Fax 01 64 69 49 68 Énergies Renouvelables et International energy manage- Sophia Tél 04 93 95 75 99 Fax 04 93 95 75 35 ment, ce dernier en collaboration avec l’Université Web et publications de Tsinghua. http://www.mines-paristech.fr/Fr/CEP Le CEP développe par ailleurs des modules de Enseignants chercheurs 30 formation à distance en énergétique autour du logi- ® Autres personnels 72 ciel Thermoptim , utilisé dans de nombreux cursus. Doctorants MINES ParisTech 59 Autres étudiants 128 (y compris les Formations spécialisées) Recherche

Le CEP développe ses activités de recherche selon Le Centre énergétique et procédés (CEP) développe trois axes stratégiques qui rassemblent les compéten- des compétences dans de nombreux domaines utiles à ces du Centre, réparties sur les différentes implan- l’étude de la transformation de la matière et de l’énergie. tations géographiques, en un ensemble cohérent et Il s’intéresse aux systèmes énergétiques complexes, orienté vers les préoccupations majeures des diffé- notamment en régimes variés, et à la maîtrise de leurs rents secteurs économiques. Chacun de ces axes émissions. Cette diversité thématique permet au Centre est animé par un responsable (AAS : Animateur d’assurer ses missions de formation, de recherche et de d’axe scientifique) dont la mission est de coordon- diffusion des développements technologiques les plus ner les activités inter-sites et notamment de faire récents vers tous les secteurs d’activité. émerger des projets innovants dans lesquels l’approche pluridisciplinaire est requise. La plupart de ces Le CEP présente la particularité d’être réparti sur trois projets sont mis en œuvre dans le cadre de l’Institut implantations géographiques, Fontainebleau, Paris et Carnot. Sophia Antipolis, avec des domaines de compétence marqués dont la complémentarité permet d’aborder de Ces axes stratégiques s’inscrivent dans les nouvelles problématiques de recherche tout à fait essen- domaines suivants : tielles, à l’interface entre l’énergétique et le génie des procédés, entre l’énergétique et les matériaux, et entre Axe 1 : Maîtrise des procédés industriels l’énergétique et les technologies de l’information et de (AAS : Laurent Fulcheri) la communication. Les recherches portent plus particulièrement sur la maîtrise des consommations énergétiques et des impacts environnementaux des procédés indus- Formation triels. L’accent est mis sur la décarbonisation des combustibles et la production d’hydrogène, pour : Le CEP est très impliqué dans la formation à MINES Paris- d’une part, minimiser les émissions en jouant sur les Tech. Dans le cycle Ingénieurs civils, il a en charge deux conditions à la source (optimisation des procédés, 76 Énergétique et Génie des Procédés : Rapport d’activité 2008 mines parist ech – CEP 77

amélioration des rendements, utilisation d’hydrogène, La contribution des équipes de recherche à ces trois biocarburants) ; d’autre part, concevoir et développer axes stratégiques est détaillée ci-après. des solutions technologiques permettant le captage, le transport et le stockage du CO . 2 Observation, modélisation, décision (OMD) Thierry Ranchin, Isabelle Blanc, Philippe Blanc, François Axe 2 : Infrastructures énergétiques Cauneau, Mireille Lefèvre, Lionel Ménard, Lucien Wald (AAS : Bruno Peuportier) L’équipe OMD a pour objet scientifique le déve- Les contraintes énergétiques et environnementales loppement de méthodes et outils afin d’accroître imposent une transformation en profondeur des infras- la capacité de représentation mathématique de la tructures, en particulier des bâtiments et des réseaux réalité géographique dans le domaine de l’énergie, d’énergie. L’objectif est de développer des méthodes et au moyen de l’observation et de la modélisation. des critères de conception, d’évaluation et d’optimisation Les disciplines fondamentales sur lesquelles elle de nombreux systèmes qui constitueront ces infrastructu- s’appuie sont la géographie numérique, les mathé- res de demain. Il s’agit, d’une part, de prendre en compte matiques appliquées et la physique. Ses activités les évolutions à moyen ou long terme de la demande s’inscrivent dans l’axe 2 du CEP, « Infrastructures d’énergie et ses fluctuations à court terme et, d’autre énergétiques ». part, de savoir gérer des sources d’énergie elles-mêmes très variables dans le temps et l’espace (solaire, éolien, L’équipe OMD contribue à l’accroissement de l’usage biogaz, biomasse). L’adéquation entre offre et demande des renouvelables pour la production d’énergie. Un passe donc par des analyses complexes intégrant produc- système d’information pour la gestion et la diffusion tion et consommation, sans oublier les aspects stockage. de la connaissance sur les ressources solaire et éolienne, Cette approche articule plusieurs domaines d’analyse et basé sur les services SoDa et DataForWind, est mis différentes échelles, allant du composant de bâtiment à en place dans le cadre de l’Agence internationale de la planification d’actions au niveau d’un territoire. l’énergie (AIE) et du Global Earth Observation System of Systems (GEOSS). Elle construit quotidiennement la base de données d’éclairement solaire HelioClim, Axe 3 : Nanomatériaux et énergie en profitant d’autres travaux sur l’étalonnage et la (AAS : Arnaud Rigacci) modélisation des capteurs, et sur l’évaluation des para- La vocation originelle est d’explorer le potentiel des mètres de la qualité image. En partenariat avec des nanomatériaux pour améliorer les performances des industriels du secteur de l’éolien, une méthodologie systèmes énergétiques aussi bien actifs que passifs. Les a été développée pour l’évaluation technico-écono- recherches sont orientées vers les ruptures technologi- mique des ruptures technologiques pour les turbines ques et les procédés d’élaboration. Au niveau des ruptu- éoliennes de grande puissance. res technologiques, une attention toute particulière est accordée au stockage et à la conversion d’énergie par L’équipe évalue et cartographie les impacts des voie électrochimique ainsi qu’à la superisolation ther- transports, de la production et des usages de l’énergie mique. Du côté des procédés innovants, l’essentiel des sur l’environnement, au moyen, notamment, d’ana- activités concerne les procédés en phase gaz (de type lyse de cycle de vie et des données d’observation de plasma ou CO2 supercritique), la précipitation contrô- la terre. Elle participe à la mise en place d’une plate- lée et l’intensification. forme européenne sur le sujet.

Empreinte carbone d’un système photovoltaïque européen

g. CO2 eq./kWh 60 La cartographie de « l’empreinte carbone » représente le CO2 équivalent émis lors du cycle 55 de vie complet, avant recyclage, d’un système 50 photovoltaïque fabriqué en Europe. Cet impact carbone est rapporté à la production électrique 45 ADEME du système photovoltaïque et il est inversement 40 proportionnel à l’irradiation reçue. Cette étude a été menée en 2008 dans le cadre 35 du Projet ESPACE soutenu par l’ADEME en parte- Agence de l’Environnement et de la Maîtrise de l’Energie 30 nariat avec TRANSENERGIE, PHK Consultant et SETE MIP. Inclinaison : 30°, technologie multicristalline. Durée de vie : 30 ans. Contact : Isabelle Blanc (axe 2) 76 Énergétique et Génie des Procédés : Rapport d’activité 2008 mines parist ech – CEP 77

Énergies renouvelables et réseaux (EnR) les les réseaux de distribution pourraient évoluer. Des Georges Kariniotakis, Robin Girard, Didier Mayer, méthodes d’optimisation stochastique sont proposées François-Pascal Neirac, Nils Siebert pour la gestion de la production décentralisée et pour la participation des renouvelables aux marchés d’électri- L’activité de recherche de l’équipe EnR s’inscrit dans le cité. Enfin, des moyens expérimentaux sont mis en place cadre de l’axe 2 du CEP, « Infrastructures énergétiques ». pour la validation des travaux théoriques incluant deux Elle concerne l’ensemble des étapes qui accompagnent bancs d’essais, un solaire-thermique et un mini-réseau. une pénétration significative et compétitive des éner- gies renouvelables et de la production décentralisée dans les réseaux électriques ou les sites isolés. Éco-conception et thermique des bâtiments Bruno Peuportier, Alain Guiavarch L’équipe EnR travaille dans le domaine de l’évalua- L’éco-conception nécessite d’identifier les principales tion du potentiel éolien et développe des méthodo- causes des impacts environnementaux et d’étudier des logies de caractérisation de la production éolienne à solutions permettant de réduire ces impacts. L’analyse des échelles spatiales différentes. Un volet important de cycle de vie est utilisée dans cet objectif, en lien avec concerne la prédiction à court terme de la production des réseaux européens dans ce domaine. Cette méthode renouvelable et l’estimation des incertitudes associées. a été appliquée aux bâtiments et mise en œuvre dans le L’équipe a initié et coordonne un certain nombre de logiciel EQUER. Une extension à l’échelle d’un quartier projets européens pionniers dans le domaine comme est en cours. Anemos, Anemos.plus, SafeWind et Enseole. Elle contribue au développement du système de prédiction Anemos qui est aujourd’hui opérationnel en Europe, au Amélioration thermique Canada et en Australie. des bâtiments Dans le cadre du programme de recherche de la Fondation Bâtiment Énergie, le CEP participe au projet ODMIR4 avec le CSTB, Approches stochastiques pour une PHENIX Évolution et EDF. Ce projet vise à élaborer une offre de gestion active de la production réhabilitation en maison individuelle permettant de réduire la décentralisée consommation jusqu’à un facteur 4. Le CEP étudie l’amélioration de l’enveloppe (isolation, vitrages…) et la possibilité d’améliorer la L’intégration de moyens de production décentralisés et du performance d’une pompe à chaleur en utilisant des sources froi- stockage d’énergie dans des configurations telles que les des tempérées (vide sanitaire, véranda, air vicié sortant du loge- micro-réseaux, les systèmes insulaires et hybrides ou les ment…). L’outil de simulation dynamique COMFIE a été appliqué systèmes éolien-hydro, relève de nombreux défis. Dans ce sur une maison test située à Saint Fargeau (77). La consommation contexte, l’équipe EnR a développé des méthodes d’opti- annuelle calculée en énergie primaire passe de 280 à 70 kWh/m2 misation stochastique utilisant des approches de prise de grâce à la réhabilitation. décision sous incertitude pour la gestion de ce type de Contact : Bruno Peuportier (axe 2) systèmes. Ce travail a été mené dans le cadre des projets européens More Microgrids et Anemos.plus, dans lesquels les méthodes développées seront implémentées sous forme d’outils opérationnels. Leurs bénéfices seront démontrés dans des systèmes réels. Contact : Georges Kariniotakis (axe 2)

Réseau principal Interconnexion avec le réseau principal

Maison rénovée à Saint Fargeau (77) : consommation d’énergie divisée par 4. Transformateur de puissance Stockage d’énergie Ferme éolienne

Les aspects énergétiques jouent un rôle important L’intégration massive des énergies renouvelables a dans le bilan environnemental d’un bâtiment. Pour un impact sur le fonctionnement des réseaux, ce qui mieux comprendre comment les différents phénomènes nécessite une gestion appropriée de l’énergie produite, physiques influencent ce bilan (échanges thermiques, mais incite également à concevoir de nouvelles métho- captage, stockage et distribution de l’énergie solaire, des de planification et des configurations vers lesquel- production d’électricité), le simulateur COMFIE a été 78 Énergétique et Génie des Procédés : Rapport d’activité 2008 mines parist ech – CEP 79

développé. Le modèle d’enveloppe permet d’éva- Maîtrise de la demande d’énergie (MDE) luer les besoins de chauffage et de rafraîchissement, Jérôme Adnot, Dominique Marchio, Philippe Rivière, ainsi que le niveau de confort thermique des bâti- Pascal Stabat ments multi-zones. Des modules complémentaires L’objectif est de développer des modèles de connais- concernent les systèmes photovoltaïques, les pompes sance, des méthodes et des critères de conception, à chaleur air/air, les échangeurs air-sol et la micro- d’évaluation et d’optimisation des systèmes consom- cogénération. L’intégration d’un modèle de réseau mateurs et producteurs d’énergie dans les bâtiments. multizones est étudiée afin d’améliorer la prise en compte des mouvements d’air. Des travaux en cours Pour le secteur des bâtiments tertiaires, le CEP a portent sur le chaînage avec un calcul d’éclairage, basé développé des algorithmes de composants de systè- sur le suivi de rayons, et la modélisation des matériaux mes énergétiques et les a intégrés dans plusieurs à changement de phase. logiciels de simulation dynamique. La comparaison des performances des équipements thermodynami- L’étude par simulation numérique de composants ques (en particulier pompes à chaleur réversibles ou industriels et de concepts architecturaux innovants géothermiques), ne sera plus basée sur la performance est complétée par des suivis expérimentaux sur site. à pleine charge mais sur les variations des performan- La comparaison à des mesures a pour objectif la vali- ces avec le taux de charge et les conditions des sources dation des modèles : une étude est, par exemple, en (voir encadré). Les outils de simulation permettent cours sur les maisons passives de la plate forme INCAS de mener des optimisations globales des consomma- de l’INES. tions énergétiques des bâtiments tertiaires en régime dynamique, en intégrant les systèmes multi-énergies et les usages. Prototype de pompe à chaleur réversible « APACHE » Les solutions étudiées vont de l’efficacité des appareils mécaniques à la climatisation solaire, en collaboration avec CIAT passant par la ventilation naturelle. Pour les premiè- Jusqu’à présent, les pompes à chaleur étaient conçues pour res, le CEP a conduit l’étude préalable à la publication maximiser le rendement à pleine charge (quelques pourcents de 3 directives Eco design of energy using products : du temps seulement). L’objectif du projet « APACHE » est de ventilation hygiénique et de confort, climatiseurs démontrer qu’il est possible de concevoir des pompes à chaleur réversibles. réversibles, optimisées sur des performances saisonnières. La méthodologie adoptée dans le projet repose sur une modélisa- En matière de MDE, le CEP étudie les services éner- tion couplée systèmes/besoins du bâtiment pour optimiser les gétiques de conduite, maintenance et exploitation, appareils sur leurs performances saisonnières. Un premier proto- audit énergétique. Une comptabilité énergétique d’un type a été réalisé pour valider le modèle. Ensuite, une étude nouveau type est demandée par la directive ESD : la d’optimisation coût/performance annuelle a permis d’identifier comptabilité des économies d’énergie. Le Centre des améliorations techniques. Un deuxième prototype incluant est chargé des méthodes ascendantes que les États ces améliorations a été conçu et des essais in-situ ont été réalisés. membres utiliseront pour justifier de leurs efforts Les solutions techniques finalement retenues par l’industrielCIAT auprès de la Commission européenne. La gestion combinent les résultats de l’étude et les contraintes de limitation dynamique de la demande, enfin, est un thème de de surcoût de fabrication de la pompe à chaleur. recherche appelé à se développer au travers d’outils Contact : Dominique Marchio (axe 2) incitatifs de suivi en temps réel.

Thermique des systèmes Denis Clodic, Khalil El Khoury, Maroun Nemer

Les recherches portent sur la minimisation des consommations d’énergie des fours industriels, et plus généralement de tous les systèmes à haute tempéra- ture. Des codes de calcul, comme MODRAY® ou Radel, sont développés depuis une quinzaine d’années et portent sur la modélisation des transferts radiatifs par des méthodes permettant des temps de calcul courts. De plus, THERMETTE®, un intégrateur thermique, utilise les résultats de MODRAY®, mais aussi de codes 78 Énergétique et Génie des Procédés : Rapport d’activité 2008 mines parist ech – CEP 79

de calcul de convection pour simuler des systèmes Des travaux sont en cours pour transférer le concept complexes. Enfin, un travail systématique d’amélio- de four rapide développé dans le domaine de l’élec- ration de la qualité des mesures à haute température tronique vers des objets beaucoup plus volumineux et est entrepris sur des dispositifs industriels ou des influant également des réactions chimiques de trans- bancs d’essais spécialisés. Par exemple, la mesure de formation. Ce concept ouvre à la réalisation de codes températures élevées de milieux gazeux à l’intérieur de calcul eux aussi ultra rapides, afin de donner une d’une enceinte thermique impose d’améliorer les base physique aux régulateurs et à la supervision de thermomètres à aspiration et de développer des ther- ces fours. Des opportunités d’amélioration de l’effica- momètres isolés du flux radiatif, dont la théorie de cité énergétique de 15 à 40 % ont été identifiées avec la température doit être réalisée. Ces mesures fiabi EDF sur de nombreux types de fours. Le remplacement lisées, associées à des modèles, sont ensuite intégrées de brûleurs classiques par des brûleurs régénératifs à une modélisation dynamique globale du four pour permet de tels gains et requiert des modèles capables prédire l’évolution des températures des produits à de prévoir les nouveaux modes de fonctionnement traiter. associés à ces changements.

Code métier pour la prévision des champs thermiques de conducteurs électriques

Un logiciel de simulation thermique des réseaux électriques et électroniques a été développé. Ce logiciel utilise les deux logiciels génériques du CEP (THERMETTE® et MODRAY®). De nouvelles corrélations de convection naturelle ont été développées afin d’intégrer les effets des interactions des écoulements au niveau des couches limites des différents composants des circuits modélisés. Ces nouvelles corrélations ont permis une prédiction précise du comportement thermique des réseaux électriques et électroniques. Interface du logiciel de simulation des circuits électriques et électroniques Les travaux de recherche se poursuivent afin de développés. permettre la modélisation de systèmes électriques et électroniques complexes, comportant des milliers de composants. L’intégration de l’effet des champs électromagnétiques est également l’un des objectifs à atteindre. Contact : Denis Clodic (axe 1)

Thermodynamique des systèmes C++, mais qui, selon les besoins, pourra être transformée Denis Clodic, Renaud Gicquel, Mourad Younès, en une plateforme utilisant Modelica comme solveur Assaad Zoughaib et pouvant être interfacée avec Dymola. Ces outils sont Ce domaine comporte quatre volets essentiels : le utilisés aussi bien en conception de systèmes qu’en développement d’outils de simulation, le développe- analyse des performances de systèmes existants. ment de méthodes d’analyses exergétique et énergé- tique de procédés, le développement de prototypes Thermoptim® devient une très puissante boîte et de démonstrateurs, la mesure de performances à outils logicielle capable d’effectuer des modélisa- sur des bancs dédiés. L’enjeu est presque toujours tions en régime non-nominal de systèmes énergéti- l’amélioration de l’efficacité énergétique, mais aussi ques variés, grâce à l’utilisation de pilotes externes et le captage du CO2. d’écrans de dimensionnement technologique.

Le développement de codes de calcul est continu Pour les pompes à chaleur résidentielles et indus- aussi bien à l’échelle des systèmes que des composants. trielles, des mélanges de fluides frigorigènes à basGWP Les codes composants Air_Hex pour les échangeurs sont étudiés, notamment le R-1234yf dont le GWP est air/fluide frigorigène et Plate_Hex pour les échangeurs de 4. Le but des travaux est de minimiser les pertes fluide frigorigène/liquide sont intégrés dans une plate- exergétiques et obtenir des coefficients de perfor- forme de développement, REF_Lib, programmée en mance améliorés. Une des applications des pompes 80 Énergétique et Génie des Procédés : Rapport d’activité 2008 mines parist ech – CEP 81

à chaleur est la production d’eau chaude sanitaire. Le mance annuels de 7. Un prototype à l’échelle 1, pour concept, breveté, du CEP sur l’utilisation de la tiédeur un hôtel de 150 chambres, est en cours de montage des eaux usées comme source froide d’une pompe à au CEP et sera entièrement testé en laboratoire avant chaleur permet d’obtenir des coefficients de perfor- son installation sur site.

Du laboratoire au pilote pour le captage du CO2 par antisublimation

L’année 2008 a vu plusieurs évolutions majeures pour le développement de la technologie de captage du CO2 par antisublimation. Alstom, partenaire du CEP depuis quelques années, a pris une licence exclusive du brevet ARMINES pour le captage du CO2 sur les unités de production d’électricité fonctionnant au charbon et au gaz. Cet accord met en place un programme de recherche pluriannuel, les conditions du transfert de technologie et le développement de deux pilotes aptes à capter entre 8 000 et 15 000 t de CO2 par an. Un consortium de producteurs d’électricité se met en place pour la réalisation du premier pilote. Compte tenu de ces développements, une équipe spécifique, dite AnSU, s’est installée dans une nouvelle annexe du CEP à Palaiseau pour permettre le développement des travaux de recherche expérimentaux indispensables à cette phase de développement. Annexe du CEP Paris à Palaiseau. Contact : Denis Clodic (axe 1)

Réalisation d’une fuite étalon primaire avec le LNE

L’année 2008 a vu l’achèvement d’un cycle de recherche sur l’étan- chéité au CEP Paris. Trois thèses ont été soutenues, deux portant sur les systèmes de climatisation automobile, la dernière sur la réali- sation d’une fuite étalon primaire. La calibration de fuites variant entre 1 et 50 g/an est réalisée avec une incertitude maximum de 1,5 %. Cet étalon primaire permet de créer une chaîne métrologi- que pour la détection des fuites de fluides frigorigènes. Les deux thèses portant sur la climatisation automobile ont permis, pour l’une, le développement de modèles de prévision des émissions de matériaux élastomères présents dans les raccords (joints toriques) ou dans les tuyauteries flexibles, pour l’autre, la modélisation et la prévision des émissions du joint tournant du compresseur en régimes statique et dynamique. Étalon primaire de fuite de fluide frigorigène développé avec le LNE. Contact : Denis Clodic (axe 1)

Biomasse Dominique Dron, Jose Gonzalez-Aguilar, Assaad Zoughaib Le CEP a développé la thématique biomasse, d’une les carburants d’origine végétale et les analyses de part, avec le travail de la Chaire Nouvelles stratégies éner- cycle de vie ; (ii) des travaux réalisés pour des collec- gétiques (NSE) dont le colloque de lancement, Questions tivités territoriales, portant sur les analyses de cycle de biomasse, s’est tenu le 7 avril 2008 à Paris, d’autre de vie des carburants végétaux et sur la question de la part, avec des actions d’enseignement et de recherche robustesse des territoires face au changement clima- menées par plusieurs équipes du Centre. Les activités tique (NSE) ; (iii) des travaux de recherche : concep- autour de cette problématique sont : (i) des enseigne- tion et réalisation d’un bio-réacteur pour carburants à ments sur les enjeux du développement durable desti- partir de micro-algues dans le cadre de la Chaire NSE nés à des publics variés, comprenant les questions (voir encadré ci-contre) ; gazéification allothermique d’environnement et plus particulièrement de climat, de biomasse ligno-cellulosique et déchets. 80 Énergétique et Génie des Procédés : Rapport d’activité 2008 mines parist ech – CEP 81

Culture de micro-algues riches en huile

Une étude est en cours sur la culture de micro-algues en batch, basée sur un réacteur à air ascendant interne (IAR). Les IAR sont utilisés pour le traitement des eaux usées et en biotechnologie industrielle. Constitués de deux cylin- dres concentriques formant un espace annulaire, une injection de gaz en partie basse fait circuler le milieu de culture liquide en continu. La culture sera exposée à une lumière artificielle ad hoc pour alimenter la photosynthèse. Un modèle hydrodynamique de l’IAR sera réalisé. Contact : Dominique Dron (axe 1)

Réacteur pour la culture de micro-algues.

Transferts gaz/liquide Des unités d’incinération de déchets ménagers et de Chakib Bouallou biomasse et divers réacteurs nucléaires (EPR et SFR) Une voie pour capter le CO2 dans les centrales ther- ont été retenus comme sources d’énergie thermique miques consiste à séparer le CO2 des fumées en potentielles pouvant alimenter en vapeur le procédé aval des centrales (post-combustion) en utilisant EHT. Le coût de l’électricité pour le fonctionnement de l’absorption-désorption chimique. Les activités du procédé et la durée de vie des électrolyseurs se sont essentiellement orientées vers l’utilisation constituent les paramètres les plus influents sur le de solvants traditionnels, tels que la MEA, la DEA ou coût de production de l’hydrogène. la MDEA.

Dans ce cadre, les travaux ont eu pour objectif Thermodynamique et équilibres entre de concevoir (projet ANR CICADI) un contacteur phases (TEP) membranaire à fibres creuses et à peau dense de Dominique Richon, Christophe Coquelet, type Oxyplus®, pour suivre le transfert de matière Amir-Hossein Mohammadi, Pascal Théveneau de CO2 gazeux dans un liquide absorbant chimique. Une connaissance précise du comportement des Les premiers résultats précisant les impacts de la mélanges est nécessaire pour le dimensionne- température de régénération, du débit de liquide, ment et l’optimisation des procédés industriels. du pourcentage d’amines dans le solvant et du pour- Selon les conditions opératoires, un mélange peut centage de CO2 dans le mélange gazeux sur l’effica- présenter des diagrammes de phases plus ou moins cité de captage, permettent de viser la conception complexes. Les études menées au sein du laboratoire d’un procédé innovant. TEP visent à déterminer ces diagrammes de phases en s’appuyant sur des travaux expérimentaux suivis Des recherches ont été effectuées avecEDF pour d’une modélisation des données obtenues. trouver des solvants chimiques moins consommateurs d’énergie pour le captage du CO2. L’utilisation Les modèles utilisés dans le milieu industriel de l’ammoniaque a été évaluée. sont paramétrés, car bien souvent les modèles prédictifs s’avèrent malheureusement peu fiables Par ailleurs, un procédé d’électrolyse haute tempé- en raison de la complexité des systèmes. Ces para- rature (EHT) à partir de sources d’énergie thermique mètres doivent être déterminés sur des données a été étudié d’un point de vue technico-économique. extrêmement fiables et précises, qui ne peuvent 82 Énergétique et Génie des Procédés : Rapport d’activité 2008 mines parist ech – CEP 83

être obtenues que par l’utilisation d’équipements Une part importante de l’activité de TEP est expérimentaux de qualité dont la chaîne métro- orientée vers le développement de modèles, dont logique est parfaitement cohérente. TEP travaille ceux basés sur la théorie de Wertheim (PC Saft) et activement à la production de telles données. Pour ceux avec équations d’état cubiques et translation les obtenir dans un large domaine de tempéra- de volume par réseaux de neurones, capables de tures et de pressions, il conçoit les outils expéri- représenter convenablement les mélanges étudiés. mentaux nécessaires dans son bureau d’études, les construit dans son atelier, et les utilise dans Le laboratoire a des collaborations de longue date son laboratoire « haute sécurité » sur une grande avec des partenaires industriels du domaine de la variété de composés. Une attention toute parti- chimie, tels que Air Liquide, Arkema, Total… Il a culière est apportée aux problèmes de sécurité diversifié ses domaines d’applications en réalisant afin de pouvoir appréhender l’étude de mélanges des études sur les biocarburants, en attendant de corrosifs et toxiques. s’orienter vers celui de la chimie verte.

Nouvelle application pour le ROLSI™

Les spectromètres de masse de la gamme B-Trap, déve- loppés par la société AlyXan, sont des analyseurs transpor- tables à hautes performances dédiés à l’analyse de traces en temps réel. Leur couplage à l’échantillonneur-injecteur ROLSI™ (ARMINES-CEP-TEP), développé en 2008, permettra de travailler sur des quantités très faibles d’un liquide comme d’un gaz, et ceci de manière répétable et malgré des conditions de prélèvement difficiles, en termes de température et de pression. Des tests de validation sont en cours.

Cette année encore, Le ROLSI™ a été livré à de nombreuses sociétés ou universités étrangères (Processium, Afrique du Sud, Australie, Pays Bas, et Norvège). Contact : Dominique Richon (axe 1)

Énergétique, matériaux & Procédés (EM&P) Patrick Achard, Christian Beauger, Sandrine Berthon- notamment étudiés le cœur de pile, la produc- Fabry, Rudolf Metkemeijer, Arnaud Rigacci tion, le stockage et la purification d’hydrogène. L’équipe EM&P effectue des recherches sur les nouvel- Les travaux sur les matériaux sont focalisés sur les technologies de l’énergie dans les 3 axes du CEP. des matériaux nanostructurés issus de la transition Elle travaille sur : (i) les piles à combustible et la sol-gel (matériaux de type aérogels) et sur leurs filière hydrogène ; (ii) les matériaux fonctionnels procédés d’élaboration (séchages subcritique ou pour l’énergie ; (iii) les enveloppes de bâtiments à au CO2 supercritique, pyrolyse…). Actuellement, haute efficacité énergétique. un effort particulier est porté sur des matériaux carbonés cellulosiques pour réaliser des électro- Les travaux sur les piles à combustible sont foca- des de supercondensateur. Enfin, les travaux sur lisés sur la filièrePEMFC (Proton Exchange Membrane les enveloppes de bâtiment performantes concer- Fuel Cell) et l’ensemble des procédés connexes : nent le développement de mortiers d’enduit à traitement et stockage des gaz, gestion de l’eau et haut pouvoir isolant, l’élaboration de superiso- de l’énergie thermique, vieillissement sur site… lants (composites, flexibles…) et l’étude de murs Les recherches sont menées à toutes les échelles, de à effet de serre translucides, à base de MCP et de la mono-cellule à la caractérisation de stacks. Sont superisolants granulaires. 82 Énergétique et Génie des Procédés : Rapport d’activité 2008 mines parist ech – CEP 83

« BALISES » : évaluation de la dégradation de piles à combustible PEM

Dans le cadre du projet ANR BALISES, coordonné par Axane, des systèmes de générateurs électriques à pile à combustible ont été installés sur sites pour assurer l’approvisionnement d’antennes de relais de téléphonie mobile, en couplage ou non avec un géné- rateur photovoltaïque, en continu ou en mode secours. L’analyse de l’évolution de leurs performances a été effectuée grâce à un suivi à distance et à l’aide de caractérisations sur les bancs d’essais du CEP à Sophia Antipolis et sur les bancs de caractérisation des propriétés des matériaux du LMOPS (Université de Savoie). De nombreux enseignements ont été tirés sur les matériaux constitutifs des AME (Assemblages Membranes Electrodes) et leur dégra- dation au cours du temps, ainsi que sur l’influence du profil de Générateur hybride PEMFC/PV sur le site de La Nouaille charge (intermittence) sur l’endurance des systèmes. (Limoges). Contact : Patrick Achard (axe 1)

Procédés de conversion par voie en phase gazeuse ainsi que sur le développement des applications de ces nanomatériaux dans le domaine Plasma de l’énergie (production, conversion, transport). Sur Laurent Fulcheri, Frédéric Fabry, un plan théorique, ces recherches s’appuient sur la José Gonzalez-Aguilar mise au point de modèles physiques touchant à Les recherches de l’équipe Plasma se déclinent dans différents domaines : mécanique des fluides, trans- le cadre de deux des trois axes de recherche du CEP : ferts thermiques, thermodynamique, cinétique Maîtrise des procédés industriels et Nanomatériaux et éner- chimique… Sur un plan expérimental, les recher- gie. Dans le premier cas, les recherches concernent ches conduisent à l’étude et la mise en œuvre de la conversion des hydrocarbures : fossiles (pétrole, solutions technologiques faisant appel à des plasmas gaz naturel, charbon) et renouvelables (biomasse, thermiques et non thermiques, allant du dispositif déchets) et leur utilisation rationnelle dans le de laboratoire au pilote pré-industriel, ainsi qu’à contexte d’épuisement des ressources convention- des outils de diagnostic et des méthodes d’analyses nelles et de limitation des gaz à effet de serre. Dans avancés : pyrométrie optique, spectroscopie optique le second cas, les recherches portent sur le dévelop- d’émission, spectroscopie IR, chromatographie en pement de procédés de synthèse de nanoparticules phase gazeuse…

Reformage assisté par plasma

0.00 0.04 0.09 0.13 0.18 0.22 0.27 0.30

Zone Plasma Zone Post-Plasma

Profil 2D axisymétrique de la fraction molaire de H2 à l’intérieur d’un réacteur de reformage assisté par plasma. Des espèces radicalaires (H, O, C, OH, CH…), créées dans la zone plasma à très haute température (de l’ordre de 5000 K), vont se mélanger dans la zone post-plasma avec les réactifs, favorisant ainsi la production d’hydrogène à travers des mécanismes cinétiques d’oxydation. Le développement de procédés plasmas nécessite la mise au point de modèles capables d’expliquer et de représenter les phénomènes physico-chimiques mis en jeu. Les travaux, réalisés en 2008 dans le cadre d’une collaboration avec RENAULT sur le reformage d’hydrocarbures liquides pour la production de gaz de synthèse (thèse de Guillaume Petitpas), ont conduit à la mise au point de modèles de combustion assistée par plasma, dans lesquels les phénomènes couplés : arc plasma, écoulement, cinétique chimique, sont pris en compte. Contacts : José Gonzalez-Aguilar et Laurent Fulcheri (axe 1) 84 Énergétique et Génie des Procédés : Rapport d’activité 2008

Systèmes colloïdaux dans les procédés industriels (SCPI) précipitation homogène, intensification) que sur la physico-chimie des solutions (pH), ou que sur Jean-François Hochepied, Alain Gaunand les surfaces des solides en formation (effet des L’équipe SCPI développe de nouvelles voies de tensioactifs). Récemment, cette approche a été production de particules minérales nanomé- appliquée pour produire des nanoparticules de triques, nanostructurées ou multi-échelles, par diamètre graduellement contrôlé, en vue d’étu- chimie douce. En effet, les propriétés d’usage dier la relation entre taille et toxicité des particu- d’un produit fini dépendent souvent directe- les (projet ANR PARTOX) et dans le domaine des ment de la taille ou de la morphologie des parti- matériaux pour l’énergie, qu’il s’agisse de batte- cules qui le composent, ainsi que de leur état ries : hydroxyde de nickel nanostructuré dans le de surface. Pour contrôler ces caractéristiques, projet Inter-Carnot ONE, ou de piles à combusti- le laboratoire porte ses travaux aussi bien sur bles : oxyde de cérium et cérate de baryum dans des paramètres de procédé (effet de mélange, le projet européen IDEAL CELL.

Cristallisation hydrothermale en continu de nanoparticules de dioxyde de titane

Un procédé de cristallisation hydrothermale en continu de nanoparticules de dioxyde de titane à partir de précipités amorphes a été mis au point en 2008. À type de précipité amorphe fixé, la température et le temps de passage permettent de contrôler la taille moyenne dans la gamme 5-20 nm. Les particules d’anatase ci-contre ont ainsi été obtenues en seulement quelques minutes. Contact : Jean-François Hochepied (axe 3)

50 nm Nanoparticules de dioxyde de titane. (photo : remerciements à Aude Maguer – CdM).

Faits marquants Le développement de la technologie de captage du che sur le bâtiment (anciennement Briques techno- CO2 par antisublimation a amené le CEP Paris à logiques du PREBAT) et sur le solaire (anciennement rechercher des locaux permettant le développement Solaire photovoltaïque). Il a pour objectif de mobiliser des travaux expérimentaux nécessaires aux recher- la communauté scientifique et les industriels du ches en cours. De plus, d’autres expérimentations secteur pour répondre aux enjeux très ambitieux lourdes demandaient aussi à être transférées hors du d’économies d’énergie dans le bâtiment. 60 boulevard Saint-Michel. Des locaux de 2 000 m2 sont loués par MINES ParisTech à Palaiseau. Un quart Une nouvelle Chaire d’enseignement et de des effectifs duCEP Paris est déjà au travail dans ces recherche Éco-conception des ensembles bâtis et des nouveaux locaux depuis le mois de juin 2008. infrastructures a été créée. Celle-ci associe le groupe Vinci, leader mondial du BTP, et trois grandes écoles Didier Mayer a été nommé Président du Comité de ParisTech (École des Ponts ParisTech, MINES Paris- d’évaluation du programme HABISOL (Habitat intel- Tech et AgroParisTech). La convention formalisant ligent et solaire photovoltaïque) lancé en 2008 par ce partenariat a été signée le mardi 4 novembre l’ANR. Ce dernier regroupe des thèmes de recher- 2008 à Paris, à l’issue de la journée d’inauguration.

matériaux toujours plus variés et sophistiqués. d’élaborer, de mettre en forme et de contrôler des contemporaines repose toujours sur la capacité Aujourd’hui, la technologie de nos sociétés qu’elles maîtrisaient. des techniques d’élaboration et de façonnage de la nature des matériaux qu’elles utilisaient ainsi que On a classé les civilisations anciennes en fonction la fois de contribuer la à des fois de problè la contribuer résolution des classes de industriels. matériaux L’objectif est à liques, la recherche a investi depuis les autres gran forme. proprié aux l du dépôt hétérogène à la paroi de la filière a été développé et comparé aux résultats expérimentauxtion du lien etentre à la littérature. les actions multi-échelles des Nous avons montré une corrélation spatio-temporelle entre la surface de dépôt fluoré(concentration, et le glissementnature, taille à deslaparticules) paroi.étéexaminéea La manièrequesde comprendreà lesmécanismes d’action des paramètresaux relatifs des filière) et la nature de et L’influence surface de paramètres d’extrusion état (débit, des paroilaà chute ladeet pression,de dépendetlocalisation la de surfilièrela accorden avec les observations dépôt.du métriques fluorés à la surface de la filière. L’évolution du profil de vitesseobservations Des par microscopie enélectronique balayageà filière ( indique une simultanéité du glissement en filière à diminuer de manière simultanée. de par vélocimétrie laser Doppler, et l’analyse de la surface de la filière après récupérationsurface. d’inserts Pour amovibles. cela, Lesune extrusions filière plate transparente a permis le suivi instantané de laété pression, étudiés en de procédé la vitesse d’extrusion dans l’écoulement sur un polyéthylène basse densité linéaire ( défautsde surface qui altèrent la qualité des produits. Des « Lesprocédés d’extrusion polymèresde linéaires trouventse souvent limités productiondébitende l’apparition par de sontalors utilisés industriellement pour éliminer ces défauts desurface, encore appelés «

PEBDL Centrée au départ sur les matériaux métal matériaux les sur départ au Centrée ment les les ment il y a quarante ans environ et couvre a recherche en matériaux a démarré à l’ avec 40 40 μm durant l’extrusion d’un polyéthylène basse densité linéaire tésd M PPA écanismes d’action de « montrent qu’après un temps de latence, le défaut de peau de requin se met à disparaître et la pression ’emploi,en passant par la mise en thèmes allant de l’élaboration l’élaboration de allant thèmes

CEMEF – Thèse de Claire Dubrocq-Baritaud, encadrée par E. Darque-Ceretti et B. Vergnes études expérimentales et interprétations

PPA 100 μm

a alors été abordée. Un modèle microscopique sur le développement large É mes cole

Polymer Processing Aids

- - -

PolymerProcessing Aids MEB de l’industrie française, et des collaborationsde des française, l’industrieet de rechercheformationde appliquéeet l’appuiavec associésau communautéladansfrançaise. trois toussont Ils naledans leurs domaines etune place importante réputationinternatiounematériaux,acquis ont quedes solides etle Centre demise enForme des leCentre des matériaux, le Laboratoire de mécani laboratoiresAujourd’huilesde Une réputation internationale ou mastère spécialisé). formation scientifiques les les et plus pointues, concrètes et de technologiques ces typeingénieur, mettant en œuvre les concretsdu milieu industriel par une approche ) montrent) l’apparition et l’évolution dépôtsde micro complémentaire opérationnelle (thèse PEBDL CNRS ) présentant un important défaut de . Ils poursuiventIls.mission leurde

» ( » PPA

peauderequin 250 ppmde (après 45minutesd’extrusionà dans lenouveau régimed’équilibre et ensortiedefilière(droite) milieu delafilière(gauche) Photos ) à baseà) de polymères fluorés

» fluorés MEB dudépôtfluoréau PPA MINES ).

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ParisTech, méthodes méthodes PPA

ont PPA PPA - - de .

- - - mécanique et matériaux 86 mécanique et matériaux : Rapport d’activité 2008 87

plus en plus nombreuses avec des entreprises européen- Toutes ces caractéristiques font de la science des maté- nes, grâce notamment aux programmes de recherche de riaux un domaine de prédilection pour les ingénieurs et l’Union européenne. Les collaborations hors Europe sont les chercheurs où la multidisciplinarité est une condition en croissance. nécessaire à la résolution des problèmes pratiques.

Les équipes de recherche de nos laboratoires ont largement contribué au développement des méthodes d’ana- Des moyens expérimentaux à la pointe lyses théoriques en vue de la modélisation en : L’École, avec l’aide de ses partenaires (État, régions, ■ mécanique des milieux continus et en thermique ; départements, CNRS, Universités, Génopole, Inserm…) ■ analyse numérique par éléments finis ; a amplifié au cours du temps ses moyens expérimen- ■ calcul des structures et en mécanique des fluides ; taux, nécessaires à une recherche de qualité. Parmi ceux-ci, ■ informatique appliquée au développement de modèles numéri- notons : ques de simulation. ■ Rhéométrie - Tribométrie - Propriétés mécaniques : ■ rhéomètres capillaires à précisaillement, rotatifs, élongationnel, Au plan physique et expérimental les efforts ont surtout rhéo-optique ; porté sur : ■ tribomètre rotatif, machine de fatigue thermomécanique, ■ les essais mécaniques, de rhéologie et de tribologie instrumentés ; machine d’usure des aciers à outil, mesure de coefficient de ■ les études de procédés de fabrication et d’assemblage de matériaux ; frottement métal-polymère ; ■ l'observation, la quantification et la modélisation des micro ■ traction, traction-compression, torsion grandes déformations, structures et de leur évolution ; étirage bi-étirage de films polymères, dureté à froid et à chaud, ■ la science des surfaces et des interfaces. microdureté. ■ Caractérisation physique : La structuration en disciplines scientifiques permet ■ microscopes électroniques en transmission, en particulier à de traiter une large gamme de matériaux et d’aborder de « résolution atomique » et à balayage ; nombreux types d’applications intéressant l’industrie : ■ techniques d’analyse : Tof Sims, spectromètres, rayons X, IR ; ■ métaux et alliages ; ■ mesures physiques : diffusion de la lumière aux petits angles, ■ polymères et mélanges de polymères ; mesures de coefficients d’échange thermique, DSC ; ■ composites à matrice métallique ou organique ; ■ mesures de déformation par corrélation d’images ARAMIS ; ■ céramiques, verres, matériaux de construction ; ■ visualisation d’écoulement et de déformations : anémométrie ■ matériaux agro-alimentaires ; laser Doppler, biréfringence d’écoulement, caméra rapide, ■ et plus récemment, bio-matériaux. extensomètre vidéométrique. ■ Élaboration et mise en forme : Les procédés de mise en forme des matériaux les plus ■ métaux : presse d’emboutissage de laboratoire (30T), plateau de étudiés sont : coulée, machines d’hydroformage de tubes et de tôles, filage à ■ pour les métaux : laminage, forgeage, emboutissage, hydroformage, chaud de tubes et de barres ; fonderie, soudage ; ■ polymères : presse à injecter, extrudeuses monovis, bivis, proto- ■ pour les polymères et certains composites : calandrage, extrusion, injec- type instrumenté de soufflage bi-étirage de bouteilles, machine tion dans les moules, thermo formage, RIM, RTM, extrusion soufflage. d’étirage soufflage. ■ Moyens numériques : clusters de calcul parallèle. Évolutions et multidisciplinarité La connaissance et l’expérience accumulées aux cours des études applicatives sont en général transposables à des Formations doctorales domaines voisins et permettent ainsi de s’adapter aux Sciences et génie des matériaux : changements technico-économiques. Responsables : Esteban Busso, Évry et Jean-Marc Haudin, Sophia Antipolis. La science des matériaux évolue à un rythme élevé : Mécanique numérique ■ dans son objet même car de « nouveaux matériaux » apparaissent Responsable : Thierry Coupez, Sophia Antipolis. régulièrement et même les matériaux plus traditionnels, comme l'acier, subissent des transformations, à la fois en composition chimi- Mastères spécialisés (MS) que, et en ce qui concerne le contrôle de la microstructure, si bien Compumech que tous les matériaux peuvent être considérés comme nouveaux ; Responsable : François Bay, Sophia Antipolis. ■ dans les procédés d'élaboration et de mise en forme qui comportent Comportement des matériaux et dimensionnement un nombre croissant de dispositifs de régulation permettant un des structures contrôle plus strict des processus et une optimisation plus fine du Responsable : Jacques Renard, Évry. produit final ; Matériaux et mise en forme ■ dans ses méthodes où la simulation numérique intervient pratique- Responsable : Jean-Marc Haudin, Sophia Antipolis. ment à tous les stades de la conception, depuis le choix de la molé- Bioplastics cule jusqu'aux propriétés d'emploi, en passant par les procédés de Responsable : Tatiana Budtova, Sophia Antipolis. mise en forme et l'analyse des conditions de sollicitation. 86 mécanique et matériaux : Rapport d’activité 2008 87 Centre de mise en forme Directeur : Jean-Loup CHENOT des matériaux (Directeur de UMR CNRS jusqu’au 31 décembre 2008) (MINES ParisTech – CEMEF) Yvan CHASTEL (à compter du 1er octobre 2008) Unité Mixte de recherche CNRS (UMR 7635) et la Commission européenne dans les secteurs suivants : métallurgie, matières plastiques, chimie Directeurs adjoints : François Bay et Thierry Coupez fine, emballage, aéronautique, automobile, éner- (depuis le 13 octobre 2008), Patrick Navard gie (équipements pour le nucléaire et les énergies fossiles). Le CEMEF participe également à six pôles Conseillers scientifiques : François Delamare, Pierre de compétitivité. Avenas, Jean-Loup Chenot (depuis le 1er octobre 2008) La recherche partenariale est une volonté affi- Téléphone 04 93 95 74 18 chée du CEMEF : les études réalisées dans ce cadre Télécopie 04 92 38 97 52 permettent simultanément la résolution de problè- Courriel [email protected] mes industriels d’actualité ainsi que des avancées Web et publications scientifiques amont telles que le développement de http://www.mines-paristech.fr/Fr/CEMEF/ nouvelles méthodes numériques, de nouvelles lois de comportement et de frottement, de nouvelles lois physiques d’évolution des matériaux. Enseignants chercheurs 31 Autres personnels 46 Les travaux du CEMEF ont été évalués par l’AERES Doctorants MINES ParisTech 72 cette année et classés A+. Doctorants autres établissements 1 Autres étudiants 23 (y compris les Formations spécialisées) Formation

Le CEMEF s’implique fortement dans la formation : ■ il participe à la formation des ingénieurs-élèves du Corps des Mines et des ingénieurs civils (option Sciences et génie des Les domaines d’expertise du CEMEF couvrent les procé- matériaux, MIG) ; dés et les opérations de transformation des matériaux. ■ il est à l’origine de deux mastères spécialisés et d’une Les études abordent les différentes classes de matériaux formation spécialisés. Le mastère Matériaux et mise en forme (métaux, polymères, composites, verres, cristaux liquides) combine approches mécaniques et physiques dans une et leurs évolutions lors de la mise en forme (microstruc- démarche pluridisciplinaire (Jean-Marc Haudin). Le mastère ture, rhéologie, comportement), l’impact de ces transfor- Computational Mechanics forme au calcul scientifique appli- mations sur leurs propriétés d’emploi et les problèmes qué à la mécanique et à la thermique (François Bay). La forma- d’interface entre le matériau et les outils (frottement, tion spécialisée « Bioplastics » (Tatiana Budtova) a débuté à la contact). Le Centre développe des essais de laboratoire rentrée 2008. C’est une première en Europe. La formation met spécifiques, des prototypes semi-industriels à différen- l’accent sur les polymères issus de la biomasse et les polymè- tes échelles et des logiciels de simulation numérique res biodégradables. Cette première promotion rassemble des procédés. Certaines équipes du CEMEF étudient les 10 étudiants de cinq nationalités ; procédés de mise en forme et leurs opérations annexes ■ il est impliqué dans le master Physique des matériaux, mécani- pour les polymères tels que l’extrusion, l’injection, le que et modélisation numérique cohabilité avec l’UNSA, notam- soufflage, le filage, pour les polymères. D’autres s’inté- ment en 2e année du parcours Recherche (M2R) ; ressent aux procédés de mise en forme des métaux tels ■ il anime deux formations doctorales de MINES ParisTech : que forgeage, laminage, emboutissage, hydroformage, Sciences et génie des matériaux (Jean-Marc Haudin) et fonderie, ou coulée continue. Mécanique numérique (Thierry Coupez) qui participent de l’école doctorale Sciences fondamentales et appliquées de Les recherches sont réalisées dans le cadre de contrats l’UNSA ; industriels et de projets financés par les instances publi- ■ il intervient dans d’autres écoles d’ingénieurs et universités. ques telles que l’Agence nationale pour la recherche 88 mécanique et matériaux : Rapport d’activité 2008 mines parist ech – CEMEF 89

ou basse température, de l’état liquide avec turbulence, de l’état Recherche semi-solide, de la compressibilité ; ■ développement de méthodes arbitrairement eulériennes- Les équipes de recherche lagrangiennes, utilisant le remaillage dynamique, adaptatif et aniso trope, notamment pour les interactions liquide-solide en solidification ; Thermo-mécanique et plasticité (TMP) ■ développement de procédures d'analyse inverse par éléments Michel Bellet, Elisabeth Massoni finis pour l'identification automatique de paramètres rhéologi- Les travaux du groupe visent à la modélisation numé- ques ou thermiques, par simulation de l'essai de caractérisation rique des phénomènes physiques caractéristiques des (traction, torsion, compression, gonflage, contact thermique). procédés de solidification et de mise en forme des métaux. Ces recherches sont associées au développe- Expériences pilote ment de logiciels de simulation permettant d’amé- ■ fusion et coulée d'acier ("Crickacier") ; liorer la compréhension et la maîtrise des procédés ■ emboutissage ; industriels. Elles sont conduites en collaboration avec ■ hydroformage de flans et de tubes ; d’autres groupes du CEMEF, Transvalor et des parte- ■ soudage à l'arc (MIG/MAG) des aciers. naires industriels. Logiciels et applications Axes de recherche ■ FORGE © (déformation plastique) : emboutissage, hydroformage, ■ résolution de problèmes couplés : couplage thermomécanique fluotournage ; pièce/outils ; couplage thermique/microstructure/mécanique ■ THERCAST © (procédés de solidification) : fonderie, coulée de (changements de phases à l’état solide, milieux biphasés lingots, coulée continue ; liquide-solide) ; ■ THOST © (traitements thermiques) : chauffage et trempe des ■ prédiction de défauts, comme la striction en mise en forme de pièces ; tôles ou la fissuration à chaud en solidification. Mise au point ■ TRANSWELD © (procédés de soudage) : soudage à l’arc, recharge- d'expériences instrumentées représentatives pour l'étude et la ment laser ; validation de critères, de courbes limite ; ■ IDENTIFY : identification de paramètres rhéologiques par torsion, ■ étude des discrétisations spatiale et temporelle adaptées aux traction, compression. lois de comportement représentatives de l’état solide à haute

La solidification des aciers : comment ne pas criquer ? Thèse : Olivier Cerri – responsables : Michel Bellet, Yvan Chastel

De nombreuses nuances d’aciers sont affectées par des fissures – ou criques – lors de la solidification, aussi bien en coulée de lingots qu’en coulée continue. Au cours des travaux de thèse d’Olivier Cerri, deux configurations test ont été étudiées : le cintrage de lingot en cours de solidification (un essai développé à l’IRSID dans les années 80), et le retrait contrarié, baptisé « Crickacier » et développé au CEMEF, en collaboration avec le bureau d’études. À l’aide de la confrontation avec la modélisation thermomé- canique, en utilisant le logiciel Thercast déve- loppé au laboratoire, il a été possible, dans un premier temps, de procéder à une analyse critique de différents critères d’amorçage de criques tirés de la littérature. Dans un deuxième temps, Essai de cintrage IRSID et sa modélisation. un nouveau critère a été proposé, permettant de prévoir l’apparition de criques de solidification, identifiables sur la figure par la méthode O. Cerri, Y. Chastel, M. Bellet, Hot tearing in steels during solidification – Experimental characteri- zation and thermomechanical modeling, ASME J. Eng. Mat. Tech. 130 (2008) 1-8. de ressuage. Le nouveau critère est en excellent M. Bellet, O. Cerri, M. Bobadilla, Y. Chastel, Modeling of hot tearing during solidification of accord avec les courbes limites de cintrage carac- steels: assessment and improvement of macroscopic criteria through the analysis of two hot térisées pour neuf nuances d’aciers. tearing tests. Materials and Metallurgical Transactions B. 88 mécanique et matériaux : Rapport d’activité 2008 mines parist ech – CEMEF 89

La solidification des aciers : comment ne pas criquer ? (suite)

1 mm

Une crique interdendritique de solidification.

Essai «Crickacier» développé au CEMEF : distribution du critère proposé et corrélation avec les criques révélées par ressuage.

Écoulements viscoélastiques (EVE) très fort taux de cisaillement, la compétition entre les Jean-François Agassant, Jérôme Bikard, Noëlle réactions de création de gaz et de polymérisation lors Billon, Christian Peiti, Rudy Valette, Bruno Vergnes, de la fabrication de mousses thermodurcissables, les Michel Vincent phénomènes d’exfoliation dans les nanocomposites à base d’argile et de déstructuration/restructuration/ La recherche porte sur la thermomécanique pendant orientation de charges. la transformation et la mise en forme de polymères ou de fluides complexes et sur la modélisation ou Application aux procédés de mise en forme la caractérisation expérimentale du comportement L’objectif est de comprendre, en combinant expé- de ces matériaux à l’état solide et caoutchoutique, riences et modèles, l’évolution du matériau dans en relation avec leur transformation. Ceci requiert les outillages (changements de phase, cinétiques l’étude de leur comportement rhéologique, la mise chimiques, cartes de contraintes, de pression et de en place de moyens expérimentaux originaux et température) : l’utilisation de méthodes de calcul, développées prin- ■ réalisation de nanocomposites, et plus généralement de cipalement en collaboration avec le groupe CIM. mélanges polymères/charges, en extrudeuse bivis (logiciels 1D Ludovic© et 3D Ximex©, collaboration CIM) ; Étude du comportement des polymères ■ calandrage de structures multicouches réactives ; fondus et des fluides complexes ■ prévision de la distribution du débit en sortie d’outillage Nous nous intéressons à des systèmes très diver- d’extrusion, de la dynamique du remplissage et du compac- sifiés, polymères synthétiques ou biopolymères, tage dans les moules d’injection, y compris pour les mousses éventuellement formulés avec du noir de carbone, polymères réactives. Études sur l’injection assistée eau, la de la sciure de bois, des charges nanométriques, micro-injection, l’injection RTM (Resin Transfer Moulding) des fibres de verre ou naturelles, ainsi que mous- (approche multi-échelles, collaboration CIM) ; ses thermodurcissables, pâtes de carbone, bruts ■ prévision des propriétés de tubes coextrudés (collaboration pétroliers… SP2) ou de pièces injectées renforcées de fibres de verre (collaboration CIM). Nous étudions la rhéologie de ces systèmes avec des rhéomètres conventionnels et des dispositifs Étude des instabilités dans les procédés originaux mis au point au laboratoire : rhéomètre En extrusion, nous avons mis en évidence les méca- capillaire à passé thermomécanique contrôlé (Rhéo- nismes d’action des additifs fluorés sur les défauts plast©), mesures de champs de contraintes (biréfrin- de surface de type peau de requin (collaboration gence d’écoulement) et de vitesses (vélocimétrie SET). En coextrusion, nous avons développé une laser Doppler) dans des filières à parois transparen- modélisation directe du développement des défauts tes. Nos études actuelles portent sur la rhéologie à interfaciaux en filière (collaborationUNSA ). 90 mécanique et matériaux : Rapport d’activité 2008 mines parist ech – CEMEF 91

Mécanique physique des polymères industriels ■ des modélisations physiques intégrant des concepts molé- Nous développons des modèles de comportement culaires ; (polymères semi-cristallins et amorphes, chargés ■ le développement du cadre thermodynamique approprié et fibres, mousses), avec une approche intégrée de la enrichi de tous les couplages forts ; mise en œuvre vers les propriétés d’emploi. Ils s’ap- ■ la modélisation et la simulation des couplages thermo- puient sur : chemio-rhéologiques forts dans les mousses polymères. ■ des études expérimentales avec mesures de champs (défor- mation, températures, traction, cisaillement, bi traction, compression) ;

L’injection assistée eau Responsables : Luisa Silva, Michel Vincent

L’injection assistée eau permet de réaliser des corps creux Le CEMEF a participé à un programme de recherche initié (tubulure, poignée). On distingue deux variantes principales. par le Cetim pour adapter le code d’injection Rem3D à ce Dans la première, le polymère est injecté jusqu’à l’extrémité procédé, puis a acquis un dispositif d’injection d’eau et un de la cavité, puis l’eau est injectée ; elle repousse le poly- moule, équipés de capteurs de pression d’eau et de poly- mère dans une masselotte, pour former la cavité. Dans la mère, débits d’eau et de polymère. seconde variante, le remplissage de la cavité par le polymère Expérimentalement, différentes variantes du procédé ont est partiel, et c’est l’eau qui achève le remplissage tout en été testées, avec une large gamme de paramètres d’injec- créant la cavité. Dans les deux cas, l’eau est ensuite évacuée. tion. Les épaisseurs de parois, la forme de la veine d’eau ont L’eau permet de refroidir rapidement le polymère, réduisant été quantifiées. Les niveaux de pression ont été mesurés. le temps de cycle par rapport à la technique d’injection Numériquement, un calcul précis des interfaces polymère/ assistée par gaz. air et eau/polymère a été implémenté dans Cimlib, exploita- Le défi, lors de la conception d’une pièce et du moule corres- ble par le logiciel Rem3D. Il est basé sur une méthode level- pondant, est d’obtenir l’épaisseur de paroi voulue, et dans le set, avec adaptation du maillage. Le mailleur est guidé par cas de tubulure, un état de surface interne satisfaisant. une métrique multidomaines qui repose sur le gradient de la fonction level-set et par un estimateur d’erreur anisotrope avec contrôle du nombre d’éléments du maillage. Les épaisseurs de paroi et la forme des veines d’eau obtenues numériquement ont confirmé les résultats expérimentaux.

Pièce injectée : tube à deux coudes avec les canaux d’amenée du polymère, la masselote à droite et l’injecteur d’eau en bas à gauche.

Coupe de la pièce : à gauche, on observe que l’épaisseur de polymère (en noir) est assez régulière dans la partie droite, mais qu’il existe des surépaisseurs à l’extérieur des coudes. A droite, le maillage raffiné au niveau de l’interface eau-polymère montre une bonne corrélation avec l’observation pour les épaisseurs de paroi et la forme de la veine d’eau. 90 mécanique et matériaux : Rapport d’activité 2008 mines parist ech – CEMEF 91

Métallurgie structure rhéologie (MSR) blissement de liens entre les structures et ségrégations Yvan Chastel, Roland Logé, Marc Bernacki chimiques qui résultent de l’étape de solidification et les propriétés de mise en forme ultérieures (voir les La mission du groupe consiste à établir des liens entre propriétés finales des matériaux). L’objectif est d’insérer la genèse de la structure des matériaux métalliques, la mise en forme par solidification dans la démarche de leur évolution, le comportement mécanique du métal contrôle des paramètres de tous les procédés utilisés au cours des procédés de mise en forme, l’apparition pour accéder aux propriétés d’usage souhaitées pour de défauts et les propriétés finales d’une pièce. Les les matériaux. axes de recherche du groupe découlent de l’existence de ce couplage fort entre le procédé et la microstruc- Solidification des alliages métalliques ture du matériau. Nous travaillons sur les procédés L’objectif est de modéliser les structures et ségrégations d’élaboration et de mise en forme : coulée, fonde- chimiques mises en place lors des procédés de solidifi- rie, poudres et mousses métalliques, emboutissage à cation d’alliages métalliques. Une première approche froid et à chaud, forgeage, filage, laminage, tréfilage, de modélisation est basée sur les échanges de masse fluotournage, déformations rapides. des espèces chimiques dans un volume représentatif contenant plusieurs phases à géométrie simplifiée. Lois de comportement en grande déformation Cette approche est en cours de généralisation pour et limite de formabilité permettre de suivre une succession de transformations ■ essais en laboratoire dans des conditions représentatives du de phase (structures dendritique, péritectique, eutecti- procédé (température, vitesse de déformation, quantité de défor- que), typique des chemins de solidification des alliages mation, triaxialité des contraintes) pour accéder aux lois rhéologi- métalliques industriels. Le couplage avec la méthode ques, d’évolution de microstructure et d’endommagement ; des automates cellulaires et des éléments finis assure la ■ essais mécaniques à froid et à chaud : torsion, traction, forma- description de la formation de la structure des grains bilité, compression, traction-torsion combinées, bipoinçonne- primaires dendritiques (collaboration TMP). La seconde ment, thermique de contact. approche se fonde sur la méthode des level sets pour suivre le développement d’une interface solide-liquide Suivi et modélisation des évolutions microstruc- (collaboration CIM). turales au cours des procédés de mise en forme ■ analyse microscopique et cristallographique pour suivre les Cristallisation des polymères évolutions microstructurales ; Des mesures et observations in-situ des cinétiques ■ méthodes inverses s’appuyant sur les codes éléments finis de germination et de croissance des sphérolites sont pour identifier les paramètres mécaniques et métallurgiques menées sous microscopie optique dans des polymères couplés (aciers, zircaloy, aluminium, cuivreux, TiAl) ; surfondus. Il est ainsi possible d’accéder à l’évolution ■ comportement mécanique des pièces au cours de la solidifica- temporelle de la cinétique globale de cristallisation, des tion et évolution au cours du corroyage. vitesses de croissance, du nombre de germes activés, de leur fréquence d’activation et des tailles des enti- Codes de calcul couplant rhéologie tés. Ces mesures sont complétées par des méthodes de et microstructure diffusion de la lumière aux petits angles qui utilisent le ■ lois de comportement et d’évolution microstructurale caractère biréfringent des sphérolites. La construction couplées et incorporées dans les codes de calcul pour étudier, d’une cellule d’observation sous pression est en cours. par exemple, les écoulements anisotropes des métaux en Ces informations sont nécessaires à la construction et à grande déformation ; la validation des modèles de développement de struc- ■ poursuite des développements de l’axe DigiMicro : modèles tures cristallines. multi-échelles avec représentation explicite de la topologie des microstructures pour des calculs du comportement mécani- que et des évolutions métallurgiques. Fait marquant : couplage Physico-chimie des polymères (PCP) Patrick Navard, Tatiana Budtova, Edith Peuvrel-Disdier de modèles physiques pour la simulation des frontières mobiles (recristallisation). Le groupe Physico-chimie des polymères étudie la physique, physico-chimie et rhéologie des polymères et des Structures et propriétés polysaccharides lors de leur mise en forme. dans les procédés de solidification SP2( ) Charles-André Gandin, Les travaux portent actuellement sur les domaines Jean-Marc Haudin, conseiller scientifique suivants :

Les activités du groupe sont centrées autour de l’éla- Polysaccharides boration de matériaux métalliques et polymères par ■ cellulose : études des solutions de cellulose dans différents solidification depuis l’état liquide. Elles visent à l’éta- solvants : thermodynamique, séparation de phase, gélification et 92 mécanique et matériaux : Rapport d’activité 2008 mines parist ech – CEMEF 93

structuration; étude des mécanismes de gonflement et de disso- ■ mélanges thermoplastiques-farines céréalières (collaboration lution de fibres de cellulose ; chimie sous tension ; EVE) : caractérisation de la déstructuration des farines et de la ■ amidon : comportement d’une granule d’amidon sous écoule- structuration des mélanges thermoplastiques-farines en écoule- ment ; déformation et rupture d’une goutte de suspension de ment (mélangeur interne, extrusion). granule d’amidon sous cisaillement ; ■ aérogels de cellulose : préparation et compréhension des condi- Gels, polymères réticulés, mise en forme tions d’obtention de structures aérogels de cellulose, carbonisa- par trempage tion, étude de leurs mise en forme et de leurs propriétés ; ■ micro-gels en écoulement : comportement d’une goutte de ■ mélanges de polymères naturels : mélanges de divers polysaccha- suspension de micro-gels gonflés sous cisaillement, gels chargés rides dans des solvants communs (thermodynamique, miscibilité). de produits actifs biocides pour peintures anti-bactériennes ; ■ mise en forme de polymères par procédé de trempage : déve- Mélanges et suspensions loppement d’un prototype de trempage, étude expérimentale et ■ dispersion d’agglomérats dans des fluides très élastiques simulation numérique du trempage. Application au cas des gants (études rhéo-optiques) : caractérisation des mécanismes de disper- en latex et des prothèses mammaires. sion d’agglomérats poreux de silice dans une matrice élastomère sous cisaillement, mesures de cinétiques d’infiltration ; European Polysaccharide Network of Excellence ■ nanocomposites nanostructurés (collaboration EVE) : étude de Le groupe PCP coordonne le réseau EPNOE (seize parte- la structuration de polymères chargés d’argiles en écoulement naires académiques de neuf pays, et plus de vingt parte- (mélangeur interne, extrusion) ; naires industriels).

Dissolution de la cellulose Thèse : Nicolas Le Moigne – responsable : Patrick Navard

La cellulose que l’on trouve essentiellement dans les plantes et le bois est le 2 cm polymère naturel le plus abondant sur Terre. Dans un contexte d’une meilleure utilisation des ressources naturelles, mieux comprendre sa dissolution ouvre la voie à la mise au point de nouveaux polymères et de nouveaux produits, ayant un bilan carbone plus favorable que ceux préparés à partir du pétrole. La cellulose est arrangée sous forme de fibre dans les plantes. L’INRA a effectué 1 2 3 une culture spécifique de coton sous serre qui a permis d’étudier les mécanismes de dissolution des fibres cellulosiques. Coton ayant 7, 11 et 14 jours après floraison. À partir de fibres de coton d’âges différents, nous avons pu montrer qu’il est plus facile de dissoudre la cellulose contenue à l’intérieur de la fibre que celle présente à l’extérieur. Des études supplémentaires sur la cellulose localisée dans les cellules du bois montrent que l’environnement chimique des chaînes de cellulose, notamment la présence de faibles quantités de certaines hémicelluloses, est un facteur important augmentant la difficulté de dissolution. Ces connaissances ouvrent la voie à des traitements spécifiques permettant d’améliorer la dissolution de la cellulose, de diminuer la pollution des traitements effectués pour l’extraire et de préparer de nouveaux matériaux. Mode spécifique de dissolution d’une fibre de coton dans un mauvais solvant : la fibre gonfle localement sous forme de ballons, limités par un enroulement de la paroi cellulaire primaire.

Surfaces et tribologie (SET) les procédés de mise en forme et d’assemblage des Pierre Montmitonnet, Alain Burr, Evelyne Darque-Ceretti, matériaux : frottement, lubrification, usure, évolu- François Delamare (conseiller scientifique), Éric Felder, tion de composition superficielle ou de rugosité, Bernard Monasse, Monique Repoux adhérence. Composé de physico-chimistes des surfaces et de mécaniciens du contact, il caractérise Le groupe a pour vocation d’étudier les phénomè- les surfaces des matériaux en termes de proprié- nes de surface et d’interface, en particulier mais pas tés mécaniques et chimiques, du micromètre au exclusivement ceux liés au contact produit / outils dans nanomètre. 92 mécanique et matériaux : Rapport d’activité 2008 mines parist ech – CEMEF 93

Pierre Montmitonnet conserve de son passé un rôle ■ détermination de lois de frottement avancées pour les procé- central dans la modélisation et la simulation numérique dés de mise en forme et d’assemblage : lubrification mixte ou du laminage, mais partagé maintenant avec Lionel hydrodynamique, modèles à variables internes et études expéri- Fourment (CIM). mentales (rhéologie des lubrifiants, essais tribologiques) ; ■ modèles d’usure abrasive : usure à deux corps et à trois Principaux thèmes de recherche : corps, approche globale stochastique / approche locale déter- ■ réactivité des surfaces, fonctionnalisation : tribochimie du ministe par simulation numérique ; contact métal - outil (lubrification limite) ; coloration et toucher des ■ caractérisation mécanique des revêtements et films textiles ; coloration des bétons. Nos outils: EDXS, XPS, ToF-SIMS ; modé- minces : essais mécaniques (indentation, rayure, flexion, lisation moléculaire (enthalpies de liaison, spectres d’absorption) ; traction), caractérisation physique et modélisation numérique ■ adhésion / adhérence / collage : formation, vieillissement, (FORGE®) pour caractériser les propriétés mécaniques et l’en- rupture des liaisons aux interfaces (dorure du verre ; polymère / dommagement de revêtements ou d’oxydes. métal ; papier couché / métal). Chimie analytique des surfaces (XPS, ToF-SIMS), théorie physico-chimique (mouillage, théorie Nous avons poursuivi la modernisation de acide-base, solubilité), mécanique expérimentale et numérique nos équipements avec l’achat d’un nouveau (essais d’adhérence et de modélisation) ; système XPS.

Nouveau système XPS Responsables : Evelyne Darque-Ceretti, Monique Repoux

Nous poursuivons la modernisation de nos équipements d’analyse de surface. Après l’acquisition en 2007, de deux microscopes à force atomique, cette année, le CEMEF s’est doté d’un nouvel XPS (spectro- métrie de photoélectrons X). Cet équipement est doté d’un mono- chromateur et permet d’atteindre une résolution directe inférieure à 30 µm (une résolution en énergie exceptionnelle) et d’éroder le matériau pour déterminer en continu les gradients spatiaux de compositions. Il fournit des mesures précises et spatiales cruciales pour toute étude des phénomènes d’adhésion, de traitement et greffage. Vue du porte-échantillon.

O1s C1s C1s

O1s

N1s N1s Ca2p

Si2s Si2p

600 400 200 0 600 400 200 0

Énergie de liaison (eV) Énergie de liaison (eV)

Exemple d’analyse d’un défaut de peinture de 400 µm de diamètre montrant la présence d’un composé siliconé en fond de cratère. Ce résultat est en parfait accord avec les analyses pratiquées en TOF-SIMS sur cet échantillon auxquelles il apporte un complément quantitatif. Quelques exemples d’application : ■ sur les métaux : oxydes en extrême surface, en fonction des procédés de mise forme (température, lubrifiant...) ; ■ sur les polymères : visualisation des zones dans les mélanges via l’analyse des types de liaison ; ■ sur les composites : étude des zones interfaciales (fibre de carbone dans matrice de polymère par exemple). 94 mécanique et matériaux : Rapport d’activité 2008 mines parist ech – CEMEF 95

Calcul intensif en mise en forme Méthodes de résolution des matériaux (CIM) Une formulation bimaillage utilisant des maillages Thierry Coupez, Lionel Fourment, Patrice Laure, différents pour les résolutions mécaniques et thermi- Hugues Digonnet, Luisa Silva, Rudy Valette, ques permet d’accélérer grandement les calculs où le Marc Bernacki procédé nécessite de très nombreuses opérations.

Le groupe poursuit le développement de ses activités Génération et adaptation de maillages dans le domaine de la mécanique numérique, avec le anisotropes développement de sa bibliothèque CimLib, écrite en Adaptation anisotrope en dynamique et en paral- C++, et dont l’une des particularités est d’intégrer le lèle (3D) basée sur une carte de métrique, basée parallélisme dans tous ses composants. Cette librairie sur des estimateurs d’erreurs anisotropes 3D avec sert aujourd’hui de base logicielle aux codes princi- contrôle du nombre d’éléments. Lissage des cartes paux du CEMEF. de taille de maille avec un raffinement anisotrope dans les bandes de cisaillement. Développement des logiciels de simulation Calcul de surfaces libres, d’interfaces ou multi- Les logiciels de simulation des procédés sont déve- domaines ou domaines mobiles loppés en collaboration avec les autres groupes et Poursuite de l’amélioration de la méthode level set couvrent de nombreuses applications : par réinitialisation convective. Applications concer- ■ Rem3D® et Rem3DR : procédés d’injection classiques, injec- nés : jet buckling, recristallisation primaire et secon- tion eau, compression, ou moulage de composites par voie daire des métaux polycristallins après déformation liquide, prédiction des propriétés mécaniques des pièces d’un grand nombre de grains ; croissance dendriti- injectées; que. En interaction fluide-structure, l’évolution des ■ FORGE © : simulation et recalage de modèles appliqués aux domaines peut être déterminée aussi immersion de procédés de soudage par frottement/malaxage ; simulation domaines dynamique. numérique 3D de la formation de bandes de cisaillement adiabatique en usinage et en découpe ; laminage et martellage ; Extension et généralisation de la formulation ■ Ximex © : procédés de mélange et d’extrusion, application aux A.L.E. pour son application aux procédés à grandes matériaux chargés, visqueux, thermodépendants et à seuil et vitesses tangentielles. Amélioration des méthodes aux surfaces ; de conservation des surfaces libres par lissage C1 et ■ Thost © : fonctionnement d’un four, de bacs de trempe, de reprojection. changements de phase et turbulence ; ■ DigiMicro © : microstructures virtuelles, optimisation de Contact microstructures, génération de maillages anisotropes adaptés. Développement d’une formulation intégrée pour le Modélisation d’évolutions microstructurales ; contact et d’une formulation totalement implicite ■ µCIM : écoulements de fluides chargés de fibres et particules avec contacteurs décrits par une équation analyti- sphériques, les écoulements sur des renforts fibreux tissés et la que, pour des applications à faible zone de contact, croissance de structures dendritiques. tels que le laminage circulaire.

Le groupe implémente ou développe des métho- Optimisation des numériques pour la résolution des EDP issues Développement d’algorithmes d’optimisation de la modélisation des procédés de mise en forme. multi-objectifs à base de méta-modèles pour des Des avancées ont été réalisées dans les thèmes applications à la mise en forme 3D et application suivants : au procédé de tréfilage multi-passe.

Calcul massivement parallèle Programmation orientée objet Méthodes de partitionnement de maillage et de Poursuite de la mise en place d’une procédure de génération de maillage parallèle, avec une extension validation de CimLib par des tests automatiques récente aux plateformes hétérogènes appliquées aux journaliers. grilles de calcul. Simulations sur des maillages de plusieurs dizaines de millions d’éléments sur quel- Stabilisation des méthodes éléments finis ques dizaines de processeurs. Les améliorations récen- Résolution des équations de Navier-Stokes par des tes concernent les performances parallèles du mailleur méthodes variationnelles multiéchelles et « resi- intégré à Cimlib par une meilleure exploitation du dual free bubbles » ; calculs directs aerothermiques. remaillage local et la parallélisation du calcul de la Stabilisation du calcul de la courbure des interfaces distance à un maillage partitionné. dans un context eulérien. 94 mécanique et matériaux : Rapport d’activité 2008 mines parist ech – CEMEF 95

Nouvelles applications ■ Développement de théories cinétiques de mélange dispersif : ■ Application de Rem3D à l’injection-compression et aux écoule- rupture-érosion de charges isotropes ou élancées, simulation ments en milieu poreux. par méthodes de champs et méthodes particulaires. ■ Application de DigiMicro à la modélisation de la recristallisation.

THOST : Thermal Optimization Systems Thèse : Elie Hachem – responsables : Hugues Digonnet, Elisabeth Massoni, Thierry Coupez

THOST® est un logiciel de prédiction du comportement d’une enceinte à haute température avec son chargement complexe. Un consortium de sept industriels initie ce projet avec le soutien financier de l’ADEME dans le but d’améliorer le rendement de leurs fours. Des contraintes environnementales sur la limitation des rejets de fumée et de gaz les ont également obligés à remplacer les brûleurs qui nécessitent de ce fait de nouveaux réglages. Les partenaires souhaitent se doter de moyens de simulation du procédé capables de leur fournir des informations sur les cinétiques de chauffe et de refroidissement, les montée et descente en température, l’homogénéité de la température… Les logiciels disponibles sur le marché sont diffici- lement exploitables par manque de développements industriels, ou à cause d’une trop grande complexité d’utilisation. Le projet THOST®, dirigé par le CEMEF avec la société éditrice de logiciels scientifiques Sciences & Computers Consultants, a pour vocation de développer un logiciel pertinent et aisé d’utilisation. Cet outil exige de nombreux développements scientifiques complexes dans le domaine de la modélisation numérique : méthodes des éléments finis stabilisées, calcul thermique en régime transitoire, prise en compte des transferts de chaleur de type conduction, convection et rayonnement, calcul de l’écoulement et prise en compte de la turbulence, immersion des objets dans le volume (méthodes de type « interaction fluide-structure »). Ces travaux ont été faits à partir de notre bibliothèque CIMLIB (en C++). L’une de ses particularités est d’intégrer le parallélisme dans tous ses composants. Les premières confrontations avec l’expérimental montrent une bonne corrélation entre les mesures et la modélisation, et les résultats sont très prometteurs.

Écoulement turbulent à haute température dans une enceinte de four. Refroidissement d’un lingot chaud dans une enceinte froide.

Modélisation mécanique thermomécanique provenant de la phase de mise en forme. et multiphysique (M3P) Le groupe travaille ainsi à la mise en place d’une chaîne François Bay, Pierre-Olivier Bouchard, Katia Mocellin, « virtuelle » de simulation, de la mise en forme jusqu’aux Yannick Tillier propriétés en service. L’ensemble de cette chaîne est mise en L’objectif du groupe est l’étude et le développement oeuvre dans le cadre des procédés d’assemblage par défor- de modèles physiques et numériques performants mation plastique, ainsi que de l’optimisation des propriétés pour l’analyse par éléments finis et l’optimisation de en service par rapport aux paramètres de mise en forme problèmes en mécanique des solides et en couplages dans le cadre des pièces forgées. Une attention particulière multi-physiques. est portée aux techniques d’identification des paramètres matériaux par analyse inverse, ainsi qu’aux méthodologies Les principaux thèmes abordés sont : d’optimisation des propriétés mécaniques finales ; ■ la modélisation mécanique par éléments finis des méca- ■ la modélisation des couplages multiphysiques : couplages nismes d’endommagement (aux différentes échelles des électromagnétiques (courants continus ou courants alterna- matériaux étudiés) et des techniques de propagation de tifs) pour des applications de chauffage et de mise en forme, fissures. Un axe fort de ce thème consiste à mieux prédire les couplages chimiques pour l’étude de l’endommagement du propriétés des matériaux en service en intégrant l’histoire béton sous dégradation chimique, couplages thermiques ; 96 mécanique et matériaux : Rapport d’activité 2008

■ les travaux de recherche se poursuivent sur le développement de méthodes explicites pour la simulation de procédés à grande vitesse ; Faits marquants ■ les activités en biomécanique continuent autour de modèles hyper élastiques et de la modélisation multi-corps. Les appli- Depuis le 1er octobre 2008, Yvan Chastel est le cations traitées concernent essentiellement (i) la modélisation nouveau directeur du CEMEF. Responsable du groupe d’implants (calcul des contraintes au niveau d’implants dentai- de recherche du CEMEF « Métallurgie, Structure, Rhéo- res et de la mandibule implantée) et de prothèses en silicone, logie » depuis 1993, il est arrivé au centre à la suite et (ii) la caractérisation mécanique des biomatériaux impliqués de son Ph.D. effectué à l’Université de Cornell, à Los (matériaux biocompatibles et issus du vivant). Alamos et U.C. Berkeley aux États-Unis. Il succède à Jean-Loup Chenot, Directeur du centre pendant trente Services communs ans et initiateur des grandes orientations scientifiques du CEMEF, telles que le développement des outils de Deux équipes f onctionnelles assistent les équipes de simulation numérique avec le succès de Forge par recherche dans leurs activités. exemple.

L’équipe Mesures, études, atelier et simulation (Alain L’activité polymère du CEMEF s’intensifie dans le Le Floc’h) conçoit et met au point les moyens d’essais domaine des propriétés d’emploi avec la création et d’expérimentations du Centre. Il améliore l’instru- du groupe Mécanique physique des polymères industriels mentation de nombreux essais. Des montages expéri- à partir du 1er octobre 2008 (Responsable : Noëlle mentaux ont été réalisés cette année pour les études Billon). Son objectif est de définir des modèles de suivantes : machines de flexion comportements capables de dimensionner mécani- pure (transition élasto-plasti- quement des structures polymères. que et sollicitations alternées), de fatigue et de sollicitation au Le CEMEF a acquis un nouvel instrument de spectros- roulement (par exemple, fatigue copie de photoélectrons X (voir page précédente). des rails), passage d’une machine de traction en biaxial, instru- Yvan Chastel et Roland Logé ont reçu le Grand Prix mentation d’une calendreuse, Alcan de l’Académie des Sciences qui récompense leur indentation à chaud (rhéologie contribution significative dans le design de procédés des aciers à chaud), montage de innovants (mise en forme à tiède et à chaud, modé- fluotournage, enceinte de fusion lisation des évolutions métallurgiques et couplage sous atmosphère contrôlée (soli- avec la rhéologie). dification), cristallisation des polymères sous rayons X. L’International Association for Computational Mechanics (IACM) a remis son Fellow Award à Jean- La machine d’essais mécaniques, Loup Chenot pour sa contribution au domaine de la dite SOFT, permet d’imposer et mécanique numérique. de mesurer de très faibles défor- mations, ce qui en fait un outil de La Médaille Albert Portevin de la SF2M (Société choix pour l’étude de la transition élasto plastique. Française de Métallurgie et de Matériaux) a été attri- buée à Eric Felder. L’équipe Équipements et ingénierie informatique (Serge Algarotti, Carole Torrin), composée de 4 personnes, Le prix ARMINES de la recherche partenariale a été assure le fonctionnement et l’optimisation des diffé- attribué à Jean-Loup Chenot. rents moyens informatiques mis à la disposition de l’ensemble du personnel. Cette année, la puissance de calcul parallèle du centre a fortement augmentée avec une extension à 512 coeurs de la ferme de calcul exis- tante et une mise en service de 2 serveurs de 24 To pour le stockage des résultats. De plus, quelques serveurs hébergeant des services réseaux ont été renouvelés pour améliorer la fiabilité et les temps de réponse. 96 mécanique et matériaux : Rapport d’activité 2008 97 Centre des matériaux PM FOURT (MINES ParisTech – MAT) Directeur : Esteban P. BUSSO Directeur adjoint : Yves Bienvenu Unité mixte de recherche CNRS (UMR 7633) Les ressources contractuelles du Centre représentent près de 50 % d’un budget global d’environ 12 millions Directeur de l’UMR : Georges Cailletaud d’euros et résultent d’accords avec des partenaires Conseillers scientifiques : Daniel Broussaud, industriels dans le cadre de programmes bilatéraux ou Dominique Jeulin, Gilles Rousselier, dans celui de programmes de l’Agence nationale pour Jean-Pierre Trottier, Frédéric Feyel la recherche, des Instituts Carnot, de la DGA, des pôles Responsable communication : Anne Piant de compétitivité et des programmes européens. Téléphone 01 60 76 30 00 Télécopie 01 60 76 31 50 Son personnel scientifique offre un vaste domaine Courriel [email protected] de compétences (chimistes, physiciens, métallurgistes, mécaniciens, numériciens…). Le Centre dispose d’un Web et publications ensemble important d’équipements d’élaboration et http://www.mines-paristech.fr/Fr/MAT de traitement, d’analyses microstructurales, d’essais mécaniques et de calcul numérique, servi par des Enseignants chercheurs 31 personnels techniques nombreux et hautement quali- Autres personnels 59 fiés, permettant de répondre à une large palette des Doctorants MINES ParisTech 94 besoins de recherche en matériaux et mécanique. Le Doctorants autres établissements 3 renouvellement du personnel permanent du Centre Autres étudiants 13 s’accélère et de nouvelles thématiques émergent, dont celle des biomatériaux. (y compris les Formations spécialisées) L’activité de recherche est caractérisée par une Le Centre des matériaux est situé, depuis sa création en étroite complémentarité entre l’approche expéri- 1967, sur le site d’Évry-Corbeil de la Société SNECMA du mentale et la modélisation des phénomènes. Les groupe SAFRAN. Ses activités concernent principalement résultats sont de plus en plus fréquemment intégrés les matériaux de structure utilisés dans les secteurs de dans des codes de calculs numériques. En particulier, l’aéronautique, l’énergie, l’automobile et la mécanique. l’ensemble des logiciels structurant « Z-set » est désor- mais utilisé dans de nombreux centres de recherche, Des études concernent également des matériaux possé- publics ou industriels et par les bureaux d’études. dant des propriétés ou des morphologies particulières Avec les contrats industriels de recherche, la diffusion pour la génération et le stockage de l’énergie, les filtres et l’exploitation de ce code représentent une part très et systèmes catalytiques pour moteurs thermiques, les significative de la valorisation industrielle des travaux composants pour l’électronique, mais aussi pour des scientifiques du Centre. applications médicales. La majeure partie des actions est réalisée en collaboration avec de grands groupes industriels, mais de nombreux travaux concernent aussi les PME-PMI. Formation

Le Centre est associé au CNRS dans le cadre d’une Les activités de formation concernent le cycle des Unité mixte de recherche (UMR 7633) du département élèves ingénieurs civils, le master recherche Matériaux des Sciences pour l’ingénieur appartenant à la Fédération pour les structures et l’énergie (MSE), le mastère spécialisé francilienne des laboratoires en mécanique et matériaux Comportement des matériaux et dimensionnement des struc- dont l’objectif est de coordonner les initiatives des labora- tures (COMADIS) et le doctorat dans la spécialité Sciences toires de l’Île-de-France travaillant sur cette thématique. Il et génie des matériaux (440 thèses préparées au Centre est partenaire des pôles de compétitivité constitués en Île- depuis sa création). Dans le cadre de l’école doctorale de-France (pôles SYSTEM@TIC, ASTech, MOVE’O) et ailleurs commune à MINES ParisTech et à l’ENSAM, Sciences (EMC2, I-TRANS, PEC) et du pôle scientifique d’Évry Vals des métiers de l’ingénieur. Le Centre assure également de Seine qui regroupe l’Université d’Évry, l’INT, l’ENSIEI, de nombreuses activités de formation continue, en le Genopole et le CNES. particulier dans le cadre du CACEMI.

L’ambition du Centre est de réaliser une recherche Le Centre entretient des relations suivies avec scientifique de qualité profitant à l’industrie et à la société. plusieurs grandes universités et des sociétés étrangè- 98 mécanique et matériaux : Rapport d’activité 2008 mines parist ech – MAT 99

res. Il a ainsi accueilli des visiteurs étrangers de diffé- ■ le développement et la validation du concept d’approche rentes nationalités et plusieurs enseignants chercheurs locale de la mécanique de la rupture qui intègre les caracté- ont fait des séjours à l’étranger (MIT, Berkeley, Georgia ristiques microstructurales dans les processus d’endommage- Tech, universités européennes et asiatiques). ment et de fissuration.

L’amélioration des performances des ordinateurs permet maintenant de traiter des problèmes indus- Recherche triels prenant en compte une géométrie complexe, une représentation fine du matériau et la variabilité Les travaux des équipes de recherche et du groupe des sollicitations mécaniques et thermiques. de valorisation présentés ici, visent la compréhen- sion des phénomènes et des processus permettant d’expliquer et de prévoir le comportement des Équipe surfaces, interfaces & procédés matériaux en fonction des sollicitations mécani- (SIP) ques, thermiques et de l’environnement souvent Marie-Hélène Berger, Yves Bienvenu, Christophe Colin, corrosif. Ce comportement résulte de leur compo- Cécilie Duhamel, Vincent Guipont, Michel Jeandin, sition, mais aussi du processus d’élaboration et de Régine Molins, Alain Thorel transformation thermomécanique que l’on cherche L’objectif des recherches est de relier les procédés à optimiser. La maîtrise des matériaux repose, d’une aux propriétés d’emploi, via la microstructure. Les part, sur les procédés d’élaboration (l’amélioration traitements de surface (revêtements, en particulier) de la pureté des alliages et le contrôle des micros- jouent un rôle croissant pour les matériaux. L’éla- tructures ont eu un effet bénéfique considérable boration et la mise en forme impliquent des trans- sur leurs propriétés mécaniques) et, d’autre part, formations de phase (solidification, polymérisation, sur la connaissance de leur comportement dans les cristallisation...) à l’équilibre et hors d’équilibre avec conditions de sollicitation aussi proches que possi- des réactions entre phases (élaboration ou assem- ble de celles rencontrées en service. La notion de blage réactif) ou enfin le passage de l’état de poudre performance des matériaux s’est progressivement à celui de matériau dense ou a porosité maîtrisée. effacée au profit de celles de fiabilité et de préser- Un exemple de matériau à porosité extrême est la vation de l’environnement. mousse de superalliage à base de nickel et de fer mise au point pour certains filtres à particules. L’étude des Si cette liaison est évidente, on oublie générale- interfaces (joints de grains, interfaces hétérophases) ment que l’augmentation du rendement des machines est indispensable pour comprendre le frittage, l’infil- ou de la durabilité des objets due à l’augmentation des tration d’un solide par un liquide et les assemblages performances des matériaux est l’un des principaux de matériaux. L’approche scientifique repose sur la facteurs de progrès. Les développements récents en thermodynamique des volumes, des surfaces et inter- génie des matériaux sont le fruit d’une collaboration faces, sur la cinétique des transferts de chaleur et de entre physico-chimistes, métallurgistes, mécaniciens matière, sur la physico-chimie de la matière conden- et numériciens. Cette association, outre la formation sée et sur la mécanique des matériaux. Ces approches de jeunes scientifiques intégrant les quatre cultures, globales de l’élaboration, mais aussi du vieillissement a permis des avancées significatives par: des matériaux en service, prennent en compte divers ■ la prise en compte de lois représentatives du comportement phénomènes physico-chimiques quantifiables au labo- d’une variété de plus en plus vaste de matériaux (métaux et ratoire, comme la capillarité, le mouillage et la rhéo- alliages, céramiques, polymères, composites, tissages, multima- logie, les changements de phase, la diffusion (solide, tériaux...) et d’assemblages (soudage, brasage, collage...) dans liquide et gazeuse), la déformation et la réactivité. Les des conditions complexes de sollicitation (grandes déforma- recherches sur les procédés explorent le potentiel des tions, fluage, fatigue...) pour le dimensionnement des compo- techniques de projection thermique grâce à des instal- sants et des structures ; lations de projection plasma sous atmosphère contrô- ■ l’intégration de la notion de défauts et d’endommagement lée (CAPS) et de projection, et également le potentiel dans l’évaluation de la fiabilité ; des techniques de fabrication «directe» de compo- ■ le développement des approches « micro-macro ou multié- sants métalliques à partir de poudres sous faisceau chelles » qui déduisent, à partir de caractéristiques micros- laser. L’obtention de « matériaux durs » à gradient tructurales, les propriétés macroscopiques (mécaniques ou de propriété est étudiée et modélisée. De nouvelles physiques) ; techniques d’assemblages et, inversement, de décol- ■ le développement des approches multi-physiques qui permet, lement/décohésion aux interfaces (essai d’adhérence à partir d’une compréhension des mécanismes physiques de par choc laser LASAT) sont également développées. couplage entre la microstructure, par exemple, et la diffusion, de prédire le comportement et la durée de vie des matériaux Une démarche, fréquente dans ces études, quel ayant des structures complexes ; que soit le type de matériau hétérogène, est la liaison 98 mécanique et matériaux : Rapport d’activité 2008 mines parist ech – MAT 99

entre les échelles macro, méso et microscopiques. Ces fiques. Les recherches sur les matériaux pour l’énergie changements d’échelles nécessitent l’utilisation de concernent les plaques bipolaires et membranes pour modèles morphologiques statistiques, et l’apport les piles à combustibles. En plus des études d’élabora- d’informations fines, typiquement du domaine de la tion de cœurs de cellules à oxyde solide à conduction microscopie électronique en transmission; l’équipe par ions oxygène (SOFC), l’équipe s’est engagée dans la est donc particulièrement impliquée dans le fonction- réalisation de cellules dont l’électrolyte solide est une nement du microscope analytique à haute résolution céramique dont la conduction à haute température et d’un équipement combinant la nanoindentation est de type protonique (PCFC). Le développement de et la microscopie à force atomique, qui permettent recherches sur les composants électroniques va de pair d’aborder l’étude des nanomatériaux (nanotubes, avec celui de matériaux pour la connectique (alliages de nanodiamants, catalyseurs...). cuivre ou d’argent, revêtements et brasures) et pour la mécatronique automobile pour lesquels on cherche à La caractérisation des propriétés d’emploi concerne optimiser le compromis entre conductivité thermique le comportement mécanique (composants de petite et coefficient de dilatation taille, feuillards, mousses, assemblages, revêtements), le comportement tribologique et le comportement L’équipe aborde aussi des sujets, en partenariat physique ou électrique des matériaux céramiques, avec des biologistes, dans le domaine du marquage métalliques ou multimatériaux. Cette activité amène de protéines de la vectorisation de médicaments et bien souvent à concevoir des expérimentations spéci- de l’adhérence des cellules.

Simulation 2D et 3D de microstructure d’alumine projetée plasma pour l’étude de ses propriétés mécaniques et électriques Thèse d’Olivier Amsellem – Directeur de thèse : Michel Jeandin – Partenariat Industriel : Schlumberger

L’alumine est un matériau réputé pour ses proprié- Image électronique tés d’isolation électrique. Elle est utilisée dans les λ = 248 nm, 2 J.cm2, 500 tirs λ = 248 nm, 2 J.cm2, 500 tirs λ = 248 nm, 2 J.cm2, 500 tirs sondes géologiques qui mesurent la résistivité des roches. Le contexte pétrolier incite les sociétés telles que Schlumberger à développer une nouvelle géné- 10 μm 10 μm 10 μm ration de revêtements dont certains en alumine. Ils Microtomographie sont obtenus par le procédé de projection plasma qui génère dans la structure des fissures et des pores interconnectés. Le travail de thèse proposait l’étude d’une gamme de revêtements d’alumine réalisés par projection plasma. Observation et analyse en coupe et en volume de surfaces Il définit le revêtement d’alumine comme un compo- d’un revêtement plasma d’alumine modifiées par traitement laser 248nm. site présentant deux phases : la matrice céramique et la porosité. Tout d’abord, des analyses 2D et 3D (employant la microscopie électronique à balayage et la microtomographie) ont été faites pour déterminer la nature, l’orientation et la répartition des phases : ■ l’analyse 2D de la microstructure des dépôts a permis de différencier les matériaux en fonction de leur méthode d’élaboration. On a élaboré des composites « alumine-défauts » avec différentes densités surfaciques de pores et de fissures. Pour la co-projection, des composites présentant une matrice d’alumine-verre ont été réalisés. ■ l’analyse par microtomographie X a permis de caractériser les pores dans les composites. Toutes ces informations complémentaires ont permis de mettre en place une simulation des propriétés mécaniques et électriques en fonction des caractéristiques microstructurales. À partir des images 2D et 3D, une simulation numérique par éléments finis de microstructures réelles a permis de calculer les propriétés élastiques et diélectriques des composites.

Équipe matériaux & mécanique (MM) études utilise l’approche locale via l’expérimenta- Jacques Besson, Sabine Cantournet, Laurent Corté, tion et la modélisation (micro)mécanique. Cette Jérôme Crépin, Lucien Laiarinandrasana, Anne-Françoise approche est adaptée afin de respecter la nature des Lorenzon, Thilo Morgeneyer, André Pineau mécanismes physiques en jeu pour chaque matériau : alliages métalliques, polymères thermoplastiques, Cette équipe se situe à la frontière entre l’étude physi- élastomères... La majorité des études menées à ce que et structurale des matériaux et la mécanique jour concerne les secteurs de l’aéronautique, de la des milieux continus. Elle développe une approche production d’énergie électrique, pétrolière et gazière combinant intimement la caractérisation des méca- ou encore des moyens de transport terrestres. Plus nismes physiques et leur interprétation à l’aide de récemment, ce champ de recherche s’est élargi à de modèles analytiques et numériques. L’essentiel des nouvelles problématiques liées à la matière molle et 100 mécanique et matériaux : Rapport d’activité 2008 mines parist ech – MAT 101

aux biomatériaux avec, en particulier, l’aménagement l’équipe bénéficie d’une forte expertise scientifique d’un laboratoire d’étude physico-chimique. et technique pour la caractérisation microstructurale et l’étude des mécanismes physiques gouvernant le Nos recherches impliquent une large gamme de comportement des matériaux, métalliques (cristal- phénomènes tels que la plasticité, la viscoplasticité, la lographie et micromécanique des transformations fatigue et la rupture. Pour approfondir la compréhen- de phase dans les aciers) et polymères (cavitation, sion et la maîtrise de ces phénomènes, une exigence endommagement, cristallisation sous sollicitation forte consiste à s’appuyer sur une base expérimentale mécanique). En particulier, la diffraction des électrons établie dans des conditions aussi proches que possible rétrodiffusés EBSD( ) est une technique de référence de celles rencontrées en service. Pour cela, ces travaux pour notre équipe. Un effort important est réalisé sont menés en collaboration étroite avec l’équipe pour caractériser les mécanismes physiques, puis pour Comportement et calcul de structures. Par ailleurs, les interpréter à l’aide de modèles.

Comportement et transformations martensitiques de deux aciers inoxydables austénitiques : effets de la température, de la vitesse et du chargement. Thèse de Stéphanie Nanga Nyongha – Directeurs de thèse : Anne-Françoise Gourgues, Benoît Tanguy, André Pineau – Partenariat Industriel : ArcelorMittal (Isbergues)

La recherche de «solutions acier» peu coûteuses alliant allègement 60 Austenitic stainless steels Deep drawning pondéral et sécurité passive est au cœur des problématiques actuelles 50 steels %

0 Bake hardening steels dans l’industrie automobile. Elle mène au développement de nuances 40 Low alloy TRIP-steels Duplex à haute résistance, en particulier d’aciers inoxydables austénitiques qui stainless 30 steels Dual phase steels présentent une transformation induite par la plasticité (effetTRIP ), laquelle 20 Aluminium Micro alloyed steels améliore considérablement les propriétés mécaniques de ces produits. Total elongation A elongation Total 10 L’introduction des modèles appropriés dans les codes de calcul, lors Magnesium 0 du prototypage de véhicules, passe par une bonne connaissance des 0 100 200 300 400 500 600 Yield strength Rp0-2 MPa mécanismes de transformation et de déformation se produisant dans ces matériaux. L’influence de la température, de la vitesse de déforma- Caisse en blanc d’une automobile montrant la place des aciers à haute résistance avec zoom ; carte montrant les propriétés mécaniques tion et du type de sollicitation sur le comportement de deux nuances (allongement à rupture, limite d’élasticité) de divers matériaux métal- austénitiques 301LN et 201 a été explorée dans les domaines de tempé- liques et l’excellente position des aciers inoxydables austénitique. rature [-150°C; 150°C] et de vitesse de déformation [5.10-4s-1 ; 200s-1] couvrant largement les conditions de mise en forme et d’usage. L’étude des très grandes vitesses de déformation caractéristiques de celles rencontrées lors des procédés de mise en forme par emboutissage ou des « crashs » a pu être menée grâce à l’acquisition récente par le Centre des matériaux d’une machine d’essai à très grande vitesse. Des campagnes d’essais mécaniques ont été menées, parallèlement aux observations par microscopie en transmission, pour relier les mécanismes physiques de transformation au comportement mécanique. Les résultats expérimentaux ont permis de dégager les para- mètres pertinents à intégrer pour produire une loi de transformation à base thermodynamique.

Quelques-uns des principaux thèmes et matériaux lois de comportement dans le code Z-set et de critères d’amor- étudiés par l’équipe sont : çage d’une fissure sous chargements multiaxiaux dans les ■ mécanismes et mécanique de la plasticité, de la viscoplasti- matériaux élastomères ; cité monotone et cyclique des alliages métalliques (aciers ■ la rupture, étudiée principalement selon la méthodologie 9-12%Cr et alliages base nickel) et des polymères et élasto- de l’approche locale développée au Centre des matériaux. mères. L’équipe s’intéresse aussi aux interactions entre (visco) Nous étudions la rupture ductile (aciers, alliages de zirconium, plasticité et changements de phase dans les aciers (TRIP) et les d’aluminium, polymères thermoplastiques) en prenant en alliages de zirconium, en insistant sur le suivi in situ des chan- compte le couplage entre comportement et endomma- gements de phase (magnétométrie, résistivité). De nouveaux gement par la mécanique des milieux poreux, mais aussi la équipements récemment acquis ou en cours d’acquisition rupture dans le domaine de la transition ductile-fragile (aciers permettront d’étendre nos études aux matériaux pour le vivant de construction) et la rupture à chaud (aciers, polymères et aux échantillons métalliques de petites dimensions ; thermoplastiques structuraux amorphes et semi-cristallins). ■ endommagement sous chargement cyclique : amorçage des L’équipe aborde régulièrement les assemblages hétérogè- fissures en fatigue dans les suspensions automobiles et dans nes (joints soudés) et la rupture en conditions dynamiques. les joints soudés par friction-malaxage pour l’aéronautique ; L’équipe a récemment renforcé ses compétences dans le étude de l’influence des différentes charges (noir de carbone, domaine de la microtomographie par rayons X, qui devient silice, etc.) sur la tenue en fatigue du caoutchouc naturel (NR). une technique de référence pour la caractérisation de l’en- Cette dernière est à l’origine de l’implémentation de nouvelles dommagement dans le volume ; 100 mécanique et matériaux : Rapport d’activité 2008 mines parist ech – MAT 101

■ physique et mécanique de la matière molle et des bioma- non métalliques (céramiques, graphites, réfractaires, tériaux. La matière molle et les biomatériaux sont une vaste cermets…) que des composites à matrice métallique et gamme de matériaux riche en applications et en défis scien- des multimatériaux. Les pôles d’activité sont le dévelop- tifiques et techniques. Dans cette classe de matériaux, on pement et la sélection de matériaux, la détermination retrouve les systèmes polymères (protéines, biopolymères de lois de comportement mécanique et d’endommage- naturels ou de synthèse), tensioactifs (membranes lipidiques), ment en conditions isothermes ou non, monotones ou colloïdaux (suspensions et émulsions telles que le lait) et asso- cycliques. ciatifs (structures supramoléculaires des tissus et biopolymères, assemblages protéiques). La structure et la chimie de ces L’optimisation métallurgique des superalliages matériaux sont souvent complexes et font intervenir de multi- est une activité sur laquelle les motoristes fondent ples échelles et types d’interaction. Leurs propriétés physico- de plus en plus leurs projets d’augmentation de la chimiques (tenue thermo-mécanique, résistance au choc et en puissance et du rendement des turbomachines. Ainsi, fatigue, résistance au solvant, propriétés barrières, propriétés l’identification, en collaboration avec l’ONERA et la optiques, fonctions stimulables...) demeurent très peu connues. SNECMA, de nouvelles compositions d’alliages, élabo- La recherche que nous développons vise premièrement à rés par métallurgie des poudres (« mdp »), pour explorer et comprendre les phénomènes gouvernant les disques de turbines, s’est poursuivie par l’étude de performances physiques et mécaniques de ces matériaux et séquences de traitements thermiques dont les para- deuxièmement à maîtriser et concevoir des matériaux exploi- mètres se situent dans des gammes encore peu abor- tant ces phénomènes. Parmi les projets et collaborations mis dées industriellement. L’étape suivante, qui a débuté en place depuis janvier 2008 figurent l’étude des mécanismes avec le programme ORGANDI soutenu par l’ANR, en d’auto-réparation et d’endommagement d’élastomères supra- collaboration, avec la SNECMA, TURBOMECA, Aubert et moléculaires, la valorisation d’hydrogels pour la conception de Duval, le CEA, l’ONERA, l’ENSMA et le CEMEF, consiste ligaments artificiels et l’étude des performances de la soie. à étudier l’optimisation d’alliages mdp (« N19 ») ou conventionnels (Udimet 720 coulé forgé) par l’explo- L’étude des mécanismes physiques d’évolution des ration des paramètres de forgeage dans une optique matériaux s’appuie sur une forte composante d’ex- physique d’ingénierie des joints de grains. pertise microstructurale des matériaux métalliques (en particulier, cristallographie et micromécanique Le thème du comportement concerne surtout les des transformations de phase dans les aciers) et des céramiques et réfractaires, pour des applications diverses polymères (notamment la cristallisation sous sollici- (production de verre et de métaux, céramiques pour les tation mécanique). En particulier, la diffraction des combustibles ou les cibles de transmutation des réacteurs électrons rétrodiffusés EBSD( ) est une technique de nucléaires haute température du futur, filtres à particules référence pour notre équipe. de moteurs Diesel...) et les aciers inoxydables. L’identification de modèles de comportement mécaniques Équipe comportement à hautes intégrant viscoplasticité et endommagement permet de réaliser des calculs de structures dans les conditions températures (CHT) d’élaboration et d’utilisation. Les aspects physico-chimi- Michel Boussuge, Alain Köster, Vincent Maurel, ques et les évolutions microstructurales sont de plus en Loïc Nazé, Luc Rémy plus pris en compte, afin d’intégrer le vieillissement et L’étude du comportement de matériaux à hautes l’histoire des matériaux dans les modèles. Le programme températures s’appuie sur une large panoplie de PROMETHEREF, suivi par le programme NOREV, dans le moyens d’essais mécaniques sur éléments de volume cadre du Réseau national matériaux et procédés, a été et sur structures, entre l’ambiante et 2 000 °C, voire réalisé pour fédérer les travaux dans ce domaine sur les au-delà, qui associe essais monotones, de fluage, de bétons réfractaires et les réfractaires électrofondus, en relaxation, cycliques et sous chargements thermiques privilégiant la description des comportements couplés et et mécaniques combinés. Il s’agit de simuler expéri- la modélisation du comportement mécanique du micro mentalement, de façon aussi réaliste que possible les vers le macro des microstructures. sollicitations attendues ou observées en service. L’étude de l’endommagement se poursuit en revi- L’identification des mécanismes et des échelles sitant la fissuration des monocristaux de superalliage, pertinentes des phénomènes nécessite le recours aux étudiée dix ans plus tôt. Il s’agit d’utiliser les concepts observations microstructurales, à différentes échelles, d’approche locale dans le cas de la propagation de fissu- et à leur quantification, avant leur intégration dans res sous chargement cyclique, et en fatigue-fluage, en les outils de calculs de structure du Centre ou de collaboration avec l’équipe CoCaS. Le calcul viscoplasti- l’extérieur. que 2D ou 3D permet de décrire les champs de déforma- tion en pointe de fissure, et les travaux en cours abordent Le champ couvre aussi bien des matériaux métal- l’identification de critères de propagation. liques (aciers, alliages à base de nickel, de titane) et 102 mécanique et matériaux : Rapport d’activité 2008 mines parist ech – MAT 103

L’étude des composites à matrice métallique et des de refroidissement, combustible), l’électrotechnique superalliages revêtus suscite de gros efforts au plan (contacts électriques), l’automobile (culasses, collecteurs méthodologique (revêtements intermétalliques anti- d’échappement, filtres à particules) ou la production de oxydation, barrières thermiques) pour traquer les essais matériaux (verre, aluminium). et les mesures pertinents qui permettent de prévoir la tenue en service, en intégrant les ingrédients physiques Des approches multi-échelles sont aussi utilisées pour nécessaires dans les modèles d’ingénieur. L’interpréta- la prévision de durée de vie des revêtements à haute tion des mécanismes se poursuit dans le domaine micro- température. L’objectif est d’augmenter la tenue aux mécanique, notamment avec l’ONERA (DMSE). Le rôle hautes températures pour les turbines à gaz en appré- des procédés et des ségrégations est examiné dans les hendant les mécanismes fondamentaux de la rupture barrières thermiques, en concertation avec l’équipe SIP. des revêtements pour aubes de turbine. L’étude porte en particulier sur le développement d’un modèle multi- Les problèmes de transitoire ou de fatigue thermi- échelles prenant en compte la nucléation et la crois- que sont étudiés dans divers secteurs industriels autres sance de microfissures à l’origine de la ruine du système que l’aéronautique, comme l’électronucléaire (circuits barrière thermique.

Modélisation de la durée de vie de revêtements contrôlée par l’oxydation Thèse de Mark Harvey – Directeur de thèse : Luc Rémy Partenariat industriel : SNECMA – Groupe SAFRAN

Les aubes de turbines hautes pressions sont soumises en service à des températures telles qu’il faut les protéger des phénomènes d’oxydation à l’aide de revêtement aluminoformeurs. Exposé à haute température, le revêtement forme l’alumine a-Al2O3. Cet oxyde dense, stable et adhérent ralentit la diffusion de l’oxygène, protégeant le revêtement et le substrat. Cependant, en fonction des sollicitations thermiques et mécaniques vues par la pièce au cours de son utilisation, les déformations engendrées dans la couche d’oxyde peuvent entraîner l’écaillage de celle-ci, et donc une perte d’efficacité de la protection et une accélération de la ruine du revêtement. L’essai présenté ici fait partie de la construction d’un modèle de durée de vie pour ce type de système. Il s’agit d’un essai de compression sur superalliage monocristallin revêtu par un système aluminoformeur est réalisé à température ambiante et 450°C. L’écaillage de l’alumine en surface de l’échantillon est mesuré par MEB en mode électrons rétrodiffusés. La défor- mation locale est obtenue par mesure de champs de déplacement par corrélation d’images numériques. Une approche statistique permet de modéliser l’effet de la déformation de croissance induite par la réaction d’oxydation sur la ténacité de l’alumine.

Mesure de champs et modèles statistiques d’écaillage en présence de localisation de la déformation dans un monocristal revêtu. 102 mécanique et matériaux : Rapport d’activité 2008 mines parist ech – MAT 103

Équipe composites, assemblages, ■ validation par comparaison avec l’expérience sur des essais modélisation (CAM) complexes autres que ceux ayant servi à l’identification expéri- Anthony Bunsell, Jacques Renard, Alain Thionnet mentale et théorique des phénomènes ; ■ intégration de ces modèles dans un code de calculs pour Les activités de l’équipe CAM couvrent l’ensemble des réaliser le dimensionnement d’éléments de structures domaines expérimentaux et théoriques nécessaires à la industrielles. connaissance et à la compréhension des mécanismes Cette démarche s’appuie sur : physiques au sein des milieux dits « composites ». Ces ■ des outils expérimentaux qui permettent de réaliser, entre phénomènes sont analysés expérimentalement et modé- autres : des essais mécaniques de traction quasi-statique et lisés aussi bien à l’échelle : dynamique, de fluage et de fatigue, des essais de vieillis- ■ macroscopique, où le milieu est considéré comme homogène; sement ; ■ mésoscopique, échelle qui distingue les constituants du compo- ■ des outils conceptuels et numériques qui sont, pour l’essentiel : site et qui les considère comme homogènes; la mécanique et la thermodynamique des milieux continus ■ microscopique qui permet de découvrir la nature moléculaire de associées à la théorie des invariants, la mécanique de l’en- chaque constituant du composite. dommagement et la mécanique de la rupture, les procédés multi-échelles, la méthode des éléments finis et les approches L’équipe est capable de traiter des études à l’échelle probabilistes. de la microstructure, motivées par des physico-chimistes, aussi bien qu’à celle de la structure, motivées par des Les principales activités de recherche de l’équipe mécaniciens des structures. Ses recherches sont principa- couvrent les composites et les assemblages à l’échelle : lement orientées vers la connaissance du comportement ■ microscopique : l’analyse des constituants (caractérisation et des matériaux composites soumis à des chargements rupture des fibres, comportement mécanique à long terme, complexes (quasi-statiques, cycliques et dynamiques, vieillissement), les problèmes d’interface entre ces constituants mécaniques et thermiques). La démarche qu’elle met en (décollement, ensimage); œuvre, aussi souvent que possible, est la suivante : ■ mésoscopique : l’étude de la décohésion fibre/matrice, de ■ dimensionnement d’essais et de procédures expérimentales l’endommagement en général, des phénomènes de fatigue et cohérentes afin de faciliter l’analyse et l’observation des phéno- de vieillissement; mènes physiques ; ■ macroscopique : caractérisation des assemblages et de leur ■ analyse expérimentale et numérique des phénomènes à l’échelle tenue dans le temps, délaminage et effets de bords, compor- adéquate ; tement en dynamique rapide, écriture des lois de compor- ■ choix d’une échelle de travail pour l’élaboration, à cette échelle, tement des milieux anisotropes, structurées de telle sorte de modèles physiques avec évolutions, évitant la surabondance qu’elles conduisent à la réalisation de calcul sur des structures des variables descriptives ; industrielles.

Étude mécanique et microstructurale des fibres de soie Thèse de Vincent Jauzein – Directeur de thèse : Anthony Bunsell

Les études fibres ont amené à travailler sur les fibres de soie en vue d’améliorer la compréhension des relations entre la microstructure de la soie et ses propriétés mécaniques. Les résultats serviront de base à une étude sur les effets de la modification génétique du bombyx mori, dont la larve produit la soie, par l’introduction de l’ADN des araignées. La figure ci-dessous illustre les différents aspects de la nature de la soie. La soie va être également étudiée en vue de développer des bioma- tériaux et d’autres applications originales. Leur origine naturelle leur permet d’apporter de nouvelles réponses aux problèmes environnementaux actuels et une alternative crédible à l’épuisement des ressources à l’origine des fibres synthétiques Cette étude se situe ainsi à un niveau à la fois fondamental et très appliqué. Les différents partenaires sont le LADIR, un laboratoire du CNRS spécialisé en spectroscopie La soie: de la fibre naturelle à la fibre industrielle. RAMAN et l’Institut national de recherche agricole à Lyon, spécialisé dans l’élevage des vers à soie. L’emploi des machines conçues au Centre des matériaux pour tester des filaments fins permettra une sollicitation unique des filaments de soie et une interprétation améliorée des mouvements moléculaires dans la fibre. La microstructure de ces fibres naturelles est basée sur plusieurs phases (cristalline et amorphe) formant un semi-cristallin. La collaboration avec le LADIR va permettre une étude à l’échelle moléculaire qui va être soutenue par une étude aux rayons X -WAXS et SAXS. 104 mécanique et matériaux : Rapport d’activité 2008 mines parist ech – MAT 105

Équipe comportement ceux des essais micromécaniques, ce qui permet un & calcul de structure (CoCas) dialogue optimal entre simulations et expériences. Georges Cailletaud, Samuel Forest, Henry Proudhon, Les calculs réalisés dans l’équipe se situent à une David Ryckelynck échelle mésoscopique et concernent les agrégats polycristallins ou des éléments de volume biphasés. L’objectif est de disposer de bonnes représentations Le but est de caractériser des hétérogénéités, l’in- du comportement et de la rupture des matériaux fluence de la surface ou le rôle des joints de grains dans des codes de calcul. On compte donc des études et de définir un élément de volume «représentatif» avec une forte composante numérique incluant pour des propriétés élémentaires et une morpho- le développement de logiciels, et des recherches logie données des constituants. menées la plupart du temps en collaboration avec d’autres équipes du Centre, permettant de mettre Traitement de problèmes couplés. Les ingénieurs en regard les modèles développés avec des résultats et chercheurs sont de plus en plus souvent confrontés expérimentaux. Les échanges se font également de à des problèmes qui font intervenir de façon couplée plus en plus nombreux avec des équipes extérieures des phénomènes de natures différentes (thermoméca- françaises ou étrangères, en particulier grâce aux nique, bien sûr, mais aussi diffusion-mécanique pour différents types de réseaux européens, qui permet- l’étude de l’oxydation, de la corrosion sous contrainte tent des échanges d’étudiants et des thèses en cotu- ou des barrières thermiques, changements de phase, telle. Tant pour les problèmes de comportement ou neutronique-thermique-mécanique). Le traitement que pour les problèmes de rupture, les méthodes numérique de ces problèmes est rendu possible par utilisées font appel à l’approche phénoménologi- la mise en place d’une méthode générique de traite- que et à l’approche micromécanique, la première ment des problèmes couplés dans le code Z-set. On présentant l’avantage d’une plus grande facilité de développe également des méthodes de simulation manipulation, la seconde de meilleures capacités numérique de type champs de phase, qui permettent de prévision. de traiter de façon modulaire plusieurs classes de problèmes « multi-physiques ». Modèles phénoménologiques. Ce thème regroupe des modèles de comportement contrainte- Réflexions sur la structure des codes. L’orienta- déformation et de prévision d’amorçage de fissu- tion du Centre depuis le début des développements res. Parmi les premiers, on trouve des modèles numériques a été de concevoir et développer ses de plasticité et de viscoplasticité basés sur des propres logiciels. Ce développement est considéré critères quadratiques et des modèles de viscoplas- comme une entreprise de recherche, car il constitue ticité cristalline. L’accent est mis, d’une part sur un moyen privilégié d’accumulation et de transmis- les chargements complexes (cycliques, anisother- sion du savoir-faire. Les activités se focalisent mainte- mes, multiaxiaux, aléatoires) et, d’autre part, sur nant autour du système de calcul Z-set, qui comporte, les problèmes monotones couplés comportement- outre le solveur ZéBuLon, des modules de pré et post endommagement de rupture ductile avec, de façon traitement, un module d’évaluation d’endommage- systématique, une comparaison avec l’expérience. ment, un module d’intégration numérique et un opti- C’est également dans ce cadre que sont développés miseur généraliste. L’ensemble constitue un logiciel des modèles de mécanique des milieux continus autonome, spécialement destiné au développement généralisés, capables de prendre en compte l’effet de lois de comportement. La bibliothèque matériaux, de forts gradients, donc de représenter par exemple qui contient un grand nombre de modèles issus du des effets d’échelle. Centre ou de la littérature, est interfacée avec de grands codes commerciaux. Le code est disponible sur Milieux hétérogènes. Après avoir été dirigées calculateur parallèle. L’approche orientée-objet qui est depuis de nombreuses années sur les questions utilisée autorise la gestion de la complexité croissante de changement d’échelle, les études privilégient de l’ensemble. Les développements actuels sont desti- maintenant le calcul par éléments finis de micros- nés à obtenir de meilleures performances en calcul tructures réelles ou digitales. Cette approche permet parallèle massif (plusieurs centaines de processeurs) d’avoir accès aux très fortes hétérogénéités, criti- et en présence de contacts et frottement. Le dévelop- ques pour l’écriture de modèles d’endommagement. pement du code se fait dans le cadre d’un groupe Ce domaine, baptisé calcul de microstructures, se comportant, outre le Centre, l’ONERA et Northwest développe en fait comme une nouvelle branche Numerics (Seattle, USA). Le code constitue également de la simulation numérique. Il s’agit d’une opéra- un outil de travail sensible pour quelques industriels tion de longue haleine, qui bénéficie des progrès avec lesquels le Centre entretient des relations privi- des ordinateurs et des codes de calculs comme de légiées, notamment SNECMA, CEA et EDF. 104 mécanique et matériaux : Rapport d’activité 2008 mines parist ech – MAT 105

Modélisation du procédé de projection laser Thèse d’Arnaud Longuet – Directeurs de thèse : Georges Cailletaud, Christophe Colin Partenariat Industriel : SNECMA, Groupe SAFRAN

La projection laser permet de fabriquer directement à partir des données CAO des pièces complexes, dont les dimensions sont proches des cotes finales. Le procédé s’accompagne néanmoins d’importantes variations locales de température, à l’origine d’une microstructure hétérogène, et de contraintes résiduelles difficiles à maîtriser. Une bonne manière d’aider au développement du procédé est de mettre en place sa simulation numérique, afin de prévoir la microstructure et les contraintes résiduelles. Le matériau de l’étude est le Ti-6Al-4V. Ce modèle est couplé à un modèle mécanique multiphases à champ moyen qui permet de simuler le comportement viscoplastique sous chargement thermomécanique complexe. L’ensemble est implanté dans une fonction utilisateur de la librairie Zmat, ce qui, au-delà de ZéBuLoN, autorise son utilisation dans n’importe quel code de calcul par éléments finis commercial. Le modèle numérique est validé sur une expérience de fabrication d’un mur monocordon. Le modèle numérique de calcul s’appuie sur une procédure qui permet d’activer progressivement les éléments au fur et à mesure de l’avan- cée du cordon. Ce « remplissage » s’effectue tant pour le calcul thermique, qui vient en premier, que pour le calcul métallo-mécanique qui le suit. Le calcul thermique est recalé à l’aide de mesures de thermocouples qui sont situés sur le substrat. Les résultats du calcul métallomécanique permettent de caractériser la distribution finale des phases, les champs de contraintes résiduelles, et les distorsions de la pièce à la fin de la fabrication. Les prévisions obtenues sont en bon accord avec l’expérience. Cette étude a été réalisée avec le soutien d’un consortium industriel (PROFIL), et, outre l’axe recherche-industrie, elle met en évidence l’intérêt de la coopération entre une équipe engagée dans la simulation et des équipes qui déve- loppent la partie expérimentale : équipe SIP, avec C. Colin et la thèse de J. Maisonneuve ; laboratoire LSG2M de l’École des mines de Nancy, avec la période sabatique de B. Appolaire au Centre des matériaux et des discussions suivies avec E. Aeby-Gautier.

Évolution de la contrainte équivalente et déflection au cours de Fabrication d’un mur monocordon par projection laser. la fabrication d’un mur monocordon.

Groupe valorisation (VAL) ■ en amont ou en aval de thèses, dans le cadre de projets de Farida Azzouz, Laurent Jeanfaivre, Nikolay Osipov, recherche ; Stéphane Quilici ■ en tant que sous-traitant sur les thèmes de compétence du Le groupe VALorisation se situe à l’intersection de la Centre des matériaux, par le biais d’études ou d’expertises. Ces recherche et de la réalité industrielle. Ses activités partenariats avec le milieu industriel peuvent se traduire, soit gravitent essentiellement autour du code de calcul par la mise œuvre de calculs complexes, soit par le développe- ZéBuLoN, spécialisé dans les matériaux aux comportement dans le code de calcul ZéBuLoN de nouvelles fonction- ments non linéaires. Se plaçant comme une interface nalités répondant à des impératifs industriels spécifiques ; entre les laboratoires de recherche et l’industrie, VAL ■ dans la distribution du code de calcul ZéBuLoN, impliquant la intervient : gestion des licences ainsi que l’assistance technique ; ■ dans le développement du code de calcul ZéBuLoN, partagé ■ dans les formations dispensées sur les domaines d’application entre l’ONERA, Northwest Numerics (Seattle, USA), et le Centre du code de calcul ZéBuLoN. des matériaux ; 106 mécanique et matériaux : Rapport d’activité 2008 107

Mise en œuvre d’une chaîne minimale 3D X-FEM dans l’environnement logiciel de la Snecma

Dans le cadre du dimensionnement des pièces critiques, les bureaux d’études des grands constructeurs de moteurs d’avions doivent être en mesure de déterminer le degré de nocivité des défauts susceptibles d’apparaître sur les composants. À cet effet, des calculs de propagation de fissure fournissent des résultats suffisants pour établir une politique de maintenance optimale, permettant aux constructeurs de rester compétitifs. Dans le cadre du support en service et de la prévision des durées de vie, des simulations de propagation de fissure en 3D sont réalisées au moyen d’une méthode par éléments finis. Toutefois, l’implémentation des modèles éléments finis de pièces fissurées se heurte à la question délicate de la construction des maillages. Le problème réside dans la prise en compte d’une surface de discontinuité du dépla- cement dans le maillage initial sain, ce qui nécessite un remaillage de la zone fissurée dans le respect des techniques de maillage. La méthode X-FEM a été développée par la communauté scientifique pour palier ce problème. Le principe revient à introduire la discontinuité du déplacement dans l’approximation éléments finis du champ de déplacement et non pas dans la géométrie. Cette idée permet de s’affranchir de la laborieuse et coûteuse opération de redéfinition du maillage. Dans le cadre d’une coopération avec Snecma, une chaîne automatique utilisant la méthode X-FEM et permettant la gestion complète d’un calcul 3D en fissuration sous chargement thermomécanique complexe a été mise en place dans l’environnement ZéBuLoN. Les résultats obtenus quant à la robustesse et à la qualité de calcul (plus particulièrement des facteurs d’intensité de contrainte) montrent l’intérêt d’utilisation de cette méthode par rapport à une approche éléments finis plus classique utilisant la fissure conforme. Le résultat d’utilisation de la méthode dans le cas test simplifié d’une éprouvette trouée est illustré sur la figure ci-contre.

Iso-contours de contraintes en fond de fissure calculée avec la méthode X-FEM, cas d’une éprouvette trouée.

tion française des matériaux et du Comité de pilotage Faits marquants de matériaux 2010. Il sera secondé dans sa tâche par Jérôme Crépin, nouveau Responsable scientifique de Cinq thèses de doctorat ont été soutenues, 1 ouvrage, l’équipe MM, qui a été nommé Vice-président de ces 3 brevets, 46 articles ou actes de congrès publiés dans deux entités. des revues internationales à comité de lecture et 36 articles dans des Actes de conférence ont été publiés. Luc Rémy a été nommé Membre honoraire de la Deutscher Verband für Materialforschung und–Prüfung Alexandre Dalloz a reçu le Prix de thèse ParisTech en 2008. 2008, pour sa thèse intitulée «Étude de l’endommagement par la découpe des aciers dual phase pour Le Centre des matériaux a reçu une réponse posi- application automobile», réalisée en collaboration avec tive dans l’appel à projets FEDER In Europe, ce qui lui ArcelorMittal Maizières. permettra dans les quatre années à venir d’acquérir de nouveaux équipements scientifiques dans le cadre du Le prix Jean Morlet 2008, décerné par la Société fran- développement d’une plate-forme technologique et çaise de métallurgie et de matériaux et récompensant les d’un pôle international d’excellence de recherche. mérites d’une personnalité de moins de quarante ans a été attribué à Samuel Forest, Responsable scientifique Le Centre des matériaux a participé au cours de de l’équipe MM. Celui-ci s’est illustré dans la modélisa- l’année 2008 à la création de deux Chaires d’enseigne- tion du comportement des matériaux et des procédés ment et de recherche : La première intitulée «Dura- conduisant à la mise au point de produits ou procédés bilité des matériaux et des structures pour l’énergie» nouveaux. avec comme partenaires industriels EDF, GRTgaz, GDF Suez et l’École des ponts ParisTech et la seconde intitu- Michel Boussuge, Responsable scientifique de lée « Matériaux du nucléaire », avec comme partenaire l’équipe CHT, a été nommé Président de la Fédéra- AREVA NP. 106 mécanique et matériaux : Rapport d’activité 2008 107 Laboratoire de mécanique des solides Directeur : Bernard HALPHEN (MINES ParisTech – LMS) Centre commun MINES PARIS-PONTS-X Unité Mixte de Recherche CNRS/X (UMR 7649), Département ST2I du CNRS a montré que des temps de maintien sous forte contrainte d’un alliage de titane contenant de l’hydrogène accélè- Téléphone 01 69 33 57 03 rent à la fois l’amorçage et la propagation des fissures, à Télécopie 01 69 33 57 26 la température ambiante. Le premier point a fait l’objet Courriel [email protected] d’une modélisation micromécanique (dynamique des Web et publications dislocations). Le second a été attribué à l’hydrogène se http://www.mines-paristech.fr/Fr/LMS concentrant en pointe de fissure et modifiant fortement le comportement viscoplastique. On a étudié expérimen- Enseignants chercheurs 5 talement la fissuration par fatigue des métaux en mode de Autres personnels 49 cisaillement plan et antiplan combinés ; une simulation numérique 3D par approche locale s’avère apte à prévoir Doctorants autres établissements 31 les évolutions du front de fissure, si le frottement des Autres étudiants 23 flancs est pris en compte. La fissuration en mode mixte (y compris les Formations spécialisées) ouverture/cisaillement sous chargement proportionnel ou non fait l’objet (post-doc de Mohammed Abbadi) d’une étude expérimentale sous MEB, et numérique, dans Formation le cadre d’un projet ANR avec le LMT-Cachan. Le post-doc de Martine Dubé, financé par leCEA , s’intéresse, en colla- Le laboratoire contribue de manière importante à l’enseigne- boration avec le Laboratoire de géologie de l’ENS et l’IMFS ment de mécanique à l’École polytechnique (12 enseignants de Strasbourg, au risque de fissuration du verre des colis parmi les chercheurs), dans ses composantes théoriques, de déchets nucléaires. En ce qui concerne les structures, expérimentales et numériques, aussi bien dans la forma- les travaux ont porté sur le développement de méthodo- tion de base qu’en master. Le laboratoire a également une logies de calcul de durée de vie sous cycles de chargements présence notable dans l’enseignement à l’ENSTA. mécaniques ou thermomécaniques complexes, et sur la rupture. Citons notamment : ■ la fatigue et l’auto-échauffement des élastomères (Claude Stolz, Yann le Chenadec, Ida Raoult) ; Recherche ■ l’extension des critères de fatigue polycyclique au cas de l’endurance limitée (Habibou Maitournam, Mohamad Jabbado, Cécile Krebs) ; Biomécanique et biomatériaux. Dans le muscle, la force ■ le lien entre la fatigue et la dissipation (Andréi Constantinescu, est générée par la contraction d’éléments de liaison entre Éric Charkaluk) ; filaments. Dans le cadre de la thèse de Lorenzo Marcucci ■ l’application, par Huy Duong Bui de l’idée de la renormalisation, un modèle mécanique simple a été proposé; il explique et concept classique de la physique, à la mécanique des solides et à reproduit quantitativement la dépendance en force de l’am- la mécanique de la rupture, pour traiter les « inconsistances », les plitude de la contraction. De plus, en combinant ce modèle singularités ou les divergences de certaines quantités énergétiques. avec le modèle de rochet coopératif brownien, une description purement mécanique de toutes les étapes du cycle Dynamique. Dans le cadre de sa thèse, Ionut biochimique de Lymn-Taylor de la contraction musculaire a Negreanu, (collaboration avec Philippe Hervé, Univer- été élaborée. Jean-Marc Allain s’est intéressé à la mesure de sité Paris X), a établi une méthode de mesure de tempé- l’adhésion cellulaire. Les cellules, placées dans un microcanal, rature microseconde s’affranchissant de la connaissance sont soumises à un flux de cisaillement et leur taux de déta- du facteur d’émission. En collaboration avec B. Lund- chement, en fonction de la cission appliquée est mesuré. En berg (Université d’Uppsala, Suède), on a effectué une partenariat avec le service de neurochirurgie de l’hôpital de la évaluation critique des différentes méthodes de calage Pitié-Salpétrière, ont été étudiées les propriétés mécaniques des ondes utilisées pour dépouiller les essais aux barres de la duremère (tissu interne du crâne), intacte ou dédoublée de Hopkinson. Vincent Grolleau, de l’Université de après opération chirurgicale, l’objectif étant de donner une Bretagne Sud, a contribué à la mise au point d’un essai compréhension mécanique d’un nouveau protocole chirur- de traction dynamique bi-axiale. En collaboration avec gical de traitement de la maladie de Chiabi. Marie-Noëlle Bussac et Pierre Collet (CPHT, École polytechnique), Gérard Gary a établi la quantification de la Fatigue, durabilité, rupture. Dans sa thèse (CIFRE bande passante d’une barre de Hopkinson, et la correc- SNECMA, en cotutelle avec le LMPM de Poitiers), Pierre Lefranc tion de dispersion tenant compte des modes supérieurs. 108 mécanique et matériaux : Rapport d’activité 2008

Kerem Ege, doctorant, Xavier Boutillon et Martine Dubé se sont intéressés à l’analyse modale par analyse paramétrique. Faits marquants Sur une première application, cela a permis d’identifier des modes pour un recouvrement modal jusqu’à 70%. Le laboratoire a organisé deux manifestations scientifiques. D’une part, une journée internationale en l’hon- Mécanique et physique des matériaux. Francisco Perez- neur de Dang Van Ky, directeur de recherches, spécialiste Reche, Lev Truskinovsky et Giovanni Zanzotto ont étendu de la fatigue des structures, venant de partir en retraite le paradigme de criticité aux transformations martensiti- et, d’autre part, le colloque annuel du Groupe français ques. Pour la première fois un cadre théorique rigoureux est de rhéologie. ainsi proposé pour expliquer l’auto-organisation menant à un état critique pour cette classe de matériaux. Ce modèle Bui Hui Duong, directeur de recherches EDF retraité, reproduit qualitativement les observations expérimentales toujours actif au LMS, membre de l’Académie des Scien- essentielles. Dans sa thèse, préparée en liaison avec le Centre ces a été nommé Chevalier de la Légion d’honneur, au des matériaux et le LPMTM (Paris 13), au sein de la fédéra- titre du ministère de la recherche ; et un numéro spécial tion F2Mmsp, Céline Gérard a effectué sur du cuivre des des Comptes rendus de l’Académie des Sciences a été mesures de champs à microéchelle sous chargement cyclique publié en son honneur. (la première fois sous MEB) et caractérisé les évolutions des hétérogénéités ; elle a généré numériquement des micros- Dans le cadre du projet ANR Micromodex, en colla- tructures à grains non convexes et macles, et a déterminé leur boration avec le laboratoire 3S-R de l’INPG, on a mis en réponse mécanique tridimensionnelle par calcul parallèle. place, grâce au dispositif de tomographie de l’ESRF, une Les résultats numériques reproduisent bien les observations procédure d’analyse des déformations d’un milieu granu- expérimentales. Dans la suite de la thèse de Frédéric Valès, laire donnant accès à la connaissance du mouvement de on poursuit l’activité sur le suivi multi-échelles des défor- l’ensemble des grains constitutifs d’un échantillon. Partie mations sous chargement hydromécanique des roches argi- d’un projet d’équipement coordonné de la Fédération leuses, en partenariat avec l’ANDRA. Jérémie Dautriat (CIFRE francilienne de mécanique, et avec un cofinancement IFP) s’est intéressé à l’identification des mécanismes locaux Région Île-de-France, École polytechnique, ENSTA, une responsables des évolutions de perméabilité dans les roches nouvelle machine de fatigue triaxiale a été acquise. Une gréseuses et carbonatées. Sur des grès, il a étudié l’impact de enceinte environnementale permettra d’y étudier les l’endommagement fragile sur les perméabilités direction- matériaux dans des environnements divers et à haute nelles. La réduction de la perméabilité d’un carbonate a été température, pour des applications aux domaines de modélisée par une approche « réseau de pores », extraite de l’énergie, des transports, et de la construction offshore, reconstructions 3D par microtomographie X. L’analyse des en particulier. échantillons déformés, couplée aux techniques de corrélation d’images acquises in-situ sur des dispositifs de compression simple sous MEB et sous optique, a mis en lumière le rôle des échelles d’hétérogénéités dans la localisation des défor- mations et leur impact sur les évolutions des perméabilités à l’échelle de l’échantillon.

Comportement des cavités souterraines. On a comparé, pour le sel, les lois de fluage de Norton-Hoff et de Lemaitre, et montré que ni les essais de laboratoire, ni les mesures in situ, ni les considérations micromécaniques ne permettent de les discriminer de façon absolument certaine. Effectué en collaboration avec la compagnie des salins du Midi et salines de l’Est (CSME), un essai sur une caverne souterraine a confirmé ce qui avait été constaté en laboratoire, à savoir que sous faibles contraintes la vitesse de fluage du sel est plus grande que ne le prévoient les lois de fluage usuelles. En partenariat avec Geostock, on a mis en évidence l’échauffement adiabatique engendré par les augmentations de pression dans les cavernes de stockage de pétrole. Il faut en tenir compte dans les essais liés à la surveillance, et il fournit un moyen de calage des paramètres du comportement thermique des cavernes. Un essai de mesure de la perméa- bilité fonction de la profondeur dans un forage par méthode Échantillon de sable sous compression triaxiale. Angle de rotation des inverse, conduit dans un champ de gaz exploité par Total en grains avant (en haut) et après (en bas) la localisation des déformations Argentine, a donné des résultats prometteurs. (la couleur code cet angle) ANR Micromodex, collaboration L3S-R/LMS. 109

Robotique mobile Oussama El Hamzaoui, Aurélien Noce, Bruno Steux

Le Centre de robotique, en collaboration avec la SAGEM, a réalisé en 2008, le Mines Rover, une plateforme robotique destinée à faciliter les travaux de recherche dans les domaines de la perception et de l’apprentissage, mais aussi conçue pour servir de démonstrateur des architectures logicielles développées par le Centre (projets AROS et EDONA). De conception simple et reproductible, ce Mines Rover a été intégralement conçu à MINES ParisTech – que ce soit pour la partie mécanique, issue d’un projet d’élèves en Mécatronique, pour l’électronique ou le logiciel. Basé sur une architecture 6 roues en Rocker-Bogie et doté de 4 roues motrices et directrices, il est adapté à l’utilisation en intérieur comme en extérieur. Il est équipé de nombreux capteurs : télémètre laser à balayage (portée 5,6m), proximètres à ultrasons, GPS métrique, caméra couleur sur IP, compas, centrale inertielle, odomètres, tous exploitables par réseau sans fil à travers l’interface Cables du projet AROS. L’électronique, basée sur un coupleARM9 / FPGA, est très économe. L’unique batterie, « Lithium polymère 14,8V », procure au robot une autonomie de 3 heures, Wifi activé. Ses 4 moteurs lui assurent une puissance de 250W et une vitesse de pointe de 10km/h. En 2009, ce Rover sera finalisé, reproduit en un second exemplaire, et sera exploité par laSAGEM et MINES ParisTech qui l’utiliseront pour leurs recherches en robotique.

Le robot Mines Rover. À gauche, la version opérationnelle fin 2008. À droite, la conception en CAO de la version 2009.

graphies d’objets techniques ou biologiques, images de microscopie électronique, analyse Les travaux du département sont très variés de scènes pour l’aide à la conduite automobile. et s’articulent autour des axes suivants : On assiste aujourd’hui à un retour en force du ■ le traitement d’image ; traitement des images d’origine médicale. ■ le contrôle et l’optimisation ; ■ les systèmes embarqués et le comportement des programmes Le Centre de Robotique (CAOR) étudie, informatiques ; quant à lui, des algorithmes permettant ■ les environnements collaboratifs ; l’analyse en temps réel de scènes tridimen- ■ la bio-informatique. sionnelles pour des applications associées à la voiture intelligente (collaboration avec l’INRIA dans le cadre de la Joint Research Unit LARA) et aux systèmes de cartographie mobile. Le Traitement d’images systèmes et mathématiques CAOR a également développé une compétence en Réalité virtuelle avec une salle immersive e Centre de morphologie mathématique permettant de mettre en œuvre des applica- (CMM) étudie, comme son nom l’indique, tions de simulation interactive, par exemple les techniques fondées sur la morphologie pour la conception de véhicule. Les recherches Lmathématique et dont il est à l’origine avec les travaux portent sur l’interfaçage de l’utilisateur dans fondamentaux de Georges Matheron et Jean Serra. l’environnement virvuel. Cette science s’appuie sur des méthodes stochastiques et algébriques qui lui sont propres. Elle permet d’analyser des images en identifiant et en modélisant les Contrôle et optimisation objets qui les composent et en détectant certaines de L’automatique, domaine d’excellence histori- leurs propriétés structurelles. Les images traitées par que de l’École depuis la création par Rudolf la morphologie mathématique sont très variées: radio- Kalman en 1968 du Centre Automatiques et 110 mathématiques et systèmes : Rapport d’activité 2008 111

Systèmes, a formé de nombreux responsables de l’indus- une technologie innovante, incorporée à l’historique trie et des organismes publics. Les trois centres impliqués moteur de recherche AltaVista, l’École a permis la dans ce vaste domaine sont le Centre Automatique et création de la société Exalead, leader sur le marché Système (CAS), le Centre de Mathématiques Appliquées de l’indexation des réseaux d’entreprise. (CMA) et le CAOR. Le CRI a mis au point le moteur de recherche SPIRIT, Une partie importante des activités portent sur le utilisable en language naturel sur plusieurs bases exis- contrôle des systèmes physiques linéaires et non linéai- tantes. Le CRI travaille sur la mise au point de techni- res avec comme thèmes : les systèmes différentiellement ques relatives à des plateformes collaboratives avec plats, la stabilisation par feedback et synthèse Lyapou- d’une part la représentation des données structurées nov, les observateurs asymptotiques et le filtrage inva- dans des langages reposant sur XML, et d’autre part le riant, les systèmes de dimension infinie gouvernés par développement d’outils qui permettent l’améliora- des équations aux dérivées partielles. Ces recherches tion des usages des plateformes collaboratives. académiques ont fait l’objet de nombreuses applications : procédés de raffinage et pétrochimie, moteurs à Bio-informatique combustion interne, moteurs électriques, mini-drones et navigation inertielle, robotique mobile, estimation L’équipe de bio-informatique, créée en 2002, pour- et contrôle automatique des véhicules… suit son développement en appréhendant l’analyse de données hétérogènes issues de matériels biologi- Intégrant la modélisation, la théorie des systèmes, ques, telles des séquences d’ADN, de protéines, des les mathématiques du contrôle, de l’optimisation et de données d’interaction fournies par des bio-puces, des la décision, une nouvelle activité est en train de voir le structures tridimensionnelles… en vue de leur inté- jour sur la gestion optimale des systèmes énergétiques à gration, analyse, prédiction et modélisation, en parti- travers des applications issues du changement climatique culier pour aider à la mise au point de médicaments. et le développement de modèles d’optimisation dédiés Plusieurs projets en partenariat ont permis de mettre à la prospective long terme. en place les collaborations nécessaires, en particulier avec l’Institut Curie. Comportement des programmes informatiques Les travaux à Sophia Antipolis et à Fontainebleau portent Formations doctorales sur l’analyse des propriétés des programmes séquentiels, Mathématique et automatique synchrones ou parallèles, en vue d’analyser et de prédire Responsable : Jean Lévine (CAS), Fontainebleau. leur comportement avant de les exécuter, de vérifier Informatique temps-réel, robotique, automatique automatiquement leur correction, ou encore de les Responsables : Yves Rouchaleau et Jean-Paul Marmorat compiler efficacement. L’équipe du Centre de Recherche (CMA), Sophia Antipolis. en Informatique (CRI) à Fontainebleau a développé des Morphologie mathématique méthodes de compilation pour analyser et transformer Responsable : Dominique Jeulin (CMM), Fontainebleau. des programmes séquentiels classiques en programmes exécutables efficacement sur des architectures multipro- Formations spécialisées cesseurs. Le CMA modélise les systèmes « temps réel » Management en mode projet (MMP) parallèles et distribués, notamment les langages réactifs Responsables : Robert Mahl (CRI) et Alain Berdugo (HEC), Paris parallèles synchrones où les événements sont pris en Mastère spécialisé (MS), OSE « Ingénierie et gestion de compte au moment des déclenchements d’horloge, ce l’énergie » (CMA/CEP) qui simplifie radicalement les problèmes sans diminuer Responsable : Gilles Guerassimoff (CMA), Sophia Antipolis. les performances, compte tenu de la fréquence rapide Mastère spécialisé (MS), Management des systèmes des horloges. Ces travaux ont conduit au développement d’information et des technologies du langage ESTEREL, dont le déploiement industriel est Responsables : Marie-Hélène Delmond (HEC) assuré par la start-up Esterel Technologies. et Robert Mahl (CRI), Paris et Jouy-en-Josas. Mastère spécialisé (MS), Ingénierie, production et infrastructures en systèmes ouverts Environnements collaboratifs Responsable : Robert Mahl (CRI), Paris Le développement d’Internet et des grandes bases de Mastère spécialisé (MS), Management industriel et données hétérogènes nécessite la mise au point de systèmes logistiques moteurs de recherche puissants. Après avoir développé Responsable : Hugues Molet (CAOR), Paris. 110 mathématiques et systèmes : Rapport d’activité 2008 111 Centre automatique et systèmes (MINES ParisTech – CAS) Directeur : Philippe MARTIN (jusqu’au 31/12/2008) Nicolas PETIT (à compter du 1/1/2009) ■ enseignement spécialisé Optimisation (Nicolas Petit) ; ■ participation au cours de tronc commun Introduction au calcul Téléphone 01 64 69 47 14 scientifique (Laurent Praly) ; Télécopie 01 64 69 48 68 ■ Participation aux projets Mécatronique (Pierre-Jean Bristeau, Courriel [email protected] Philippe Martin, Nicolas Petit). Web et publications École centrale Paris http://www.mines-paristech.fr/Fr/CAS ■ cours d’Automatique du tronc commun (Philippe Martin) et petites classes (Mathieu Hillion, Erwan Salaűn, David Vissière) ; Enseignants chercheurs 7 ■ cours Commande en génie des procédés, de l’option Procédés & environnement (Philippe Martin, Nicolas Petit). Autres personnels 4 Doctorants MINES ParisTech 11 ENSTA Doctorants autres établissements 1 ■ cours d’Automatique du tronc commun (Nicolas Petit) et petites classes (David Vissière) ; ■ cours Commande par platitude, du module Automatique Le CAS s’intéresse au contrôle-commande des systèmes avancée (Nicolas Petit). de toute nature (mécanique, chimique, électrique...). Le but est de concevoir des «contrôleurs automatiques», École polytechnique matérialisés par des programmes temps-réel sur calcula- ■ enseignement en « MODules EXPérimentaux autonomes » teur embarqué, qui garantissent un comportement dyna- (Nicolas Petit). mique spécifié à l’avance. Les méthodes mises en œuvre se rattachent essentiellement aux sciences physiques et Masters recherche mathématiques : modélisation et identification, simu- ■ Mathématiques, vision, apprentissage, ENS Cachan: cours lation dynamique, théorie du contrôle... Les activités Contrôle non-linéaire (Pierre Rouchon) ; du CAS s’articulent autour de la recherche universitaire ■ IST, spécialité Sciences de l’automatique et du traitement du (avec une compétence internationalement reconnue en signal, Université Paris-Sud : cours Introduction à la commande automatique théorique non-linéaire), de collaborations des systèmes non-linéaires (Jean Lévine) ; cours Stabilisation non- directes avec l’industrie (avec le souci d’aboutir à des linéaire (Laurent Praly). réalisations concrètes bénéficiant des apports théoriques les mieux adaptés) et de la formation (enseignement en École nationale d’ingénieurs de Tunis (Tunisie) deuxième et troisième cycles, stages, encadrement de - École supérieure de technologie et d’informa- thèses, formations spécialisées). tique (Tunisie) ■ Cours Introduction aux systèmes plats et applications (Jean Lévine). Formation Les activités du CAS en matière de formation compor- Recherche tent trois volets : La recherche, au CAS, s’organise autour de plusieurs ■ encadrement des doctorants préparant le doctorat thèmes ayant trait à l’automatique. Certains thèmes Mathématiques et automatique de MINES ParisTech ; correspondent plutôt à des aspects fondamentaux ■ cours dans plusieurs écoles d’ingénieurs et masters ; de l’automatique théorique, les autres plutôt à des ■ participation à des formations spécialisées (écoles d’été, séminai- domaines d’application (chaque domaine d’appli- res internationaux, formations professionnelles...). cation demandant, du fait de ses spécificités, des méthodes de commande adéquates). Il y a bien sûr Liste des principaux cours des interactions fortes entre les thèmes. MINES ParisTech Thèmes portant sur des aspects fondamentaux de ■ cours d’Automatique du tronc commun (Nicolas Petit, Pierre l’automatique : Rouchon) et petites classes; ■ stabilisation non-linéaire par retour d’état ou de sortie ; ■ enseignement spécialisé Cryptographie et théorie des nombres ■ systèmes « différentiellement plats » ; (Pierre Rouchon) ; ■ optimisation, commande optimale et sous contrainte ; 112 mathématiques et systèmes : Rapport d’activité 2008 113

■ systèmes aux dérivées partielles et platitude ; ■ Statoil (modélisation et contrôle d’écoulements multiphasi- ■ observateurs, filtrage, ondelettes. ques dans les puits de pétroles) ; ■ Schneider-Toshiba Inverter (commande « sans capteur » de Thèmes portant sur des domaines d’application de moteurs électriques) ; l’automatique : ■ Institut français du pétrole (commande de combustion dans ■ aéronautique et spatial (en particulier mini-drones) ; les moteurs diesel et essence, positionnement de tête de riser, ■ automobile (équipements et motorisation) ; systèmes de post-traitement des gaz d’échappement) ; ■ génie des procédés ; ■ DGA/LRBA (contrôle coopératif de drones) ; ■ machines électriques ; ■ Pôle System@tic, projet LOCINDOOR (Localisation indoor par ■ systèmes mécaniques ; magnétométrie) ; ■ systèmes quantiques. ■ Air Liquide (contrôle d’unités autonomes de production de gaz à haute pureté). Collaborations industrielles Les collaborations industrielles sont effectuées dans le Plusieurs algorithmes de commande, directement cadre de contrats de recherche Armines et portent sur des issus de collaborations du CAS, sont utilisés dans l’in- problèmes concrets définis par nos partenaires industriels. dustrie : conduite en qualité d’unité de distillation Cette «recherche industrielle» permet de confronter nos (logiciel Colbin, Total), conduite avancée d’unités de méthodes à des cas réels et d’en développer de nouvelles; polyéthylène et polypropylène (Total), commande elle constitue une source permanente de renouvellement et optimisation temps-réel de mélange en raffine- de nos problématiques scientifiques. rie (logiciel Anamel V4, Total), variateurs de vitesse « sans capteur » pour moteur électrique asynchrone Principaux partenaires industriels : (Schneider Inverter), système de positionnement de ■ Total (commande de réacteurs chimiques) ; précision anti-vibration Base-Stop (Micro-Controle).

Systèmes temps-réel de fusion multi-capteurs Un problème qui se pose souvent dans l’ingénierie est de reconstruire l’ « état », c’est-à-dire la position, la vitesse et l’orientation, d’un système en mouvement (engin mobile ou piéton). Pour cela on dispose d’informations partielles et bruitées, fournies par différents capteurs (par exemple accéléromètres, gyromètres, magnétomètres, baromètres, GPS, etc), et reliées entre elles par les équations dynamiques du mouvement du système. Le but peut être simplement la localisation, mais aussi très souvent la stabilisation du système grâce à cet état reconstruit (cas des mini-drones par exemple). Ceci impose de « fusionner » les diverses informations en temps réel (c’est-à-dire « à la volée », par opposition à un post-traitement en temps différé) et avec une cadence suffisante (jusqu’à 100 Hz). Un premier axe de recherche du CAS porte sur un nouveau type d’algorithmes assurant des performances au moins aussi bonnes que l’algorithme « standard » (filtre de Kalman étendu), mais beaucoup moins gourmand en calculs et plus facile à régler. Ces nouveaux algorithmes reposent sur des observateurs non-linéaires utilisant le fait que le système physique est invariant par des groupes de symétries. Dans le cadre de la thèse d’Erwan Salaün, soutenue en 2008, de tels algorithmes ont été developpés, testés expérimentalement et intégrés dans un système d’avionique pouvant être Système d’avionique pour mini-drone : carte capteurs embarqué sur un mini-drone. Ils tournent sans problème avec d’excellentes (gauche) et carte processeur (droite). performances à une fréquence de rafraichissement de75 Hz sur un processeur très bas-coût (quelques euros) ne disposant que d’une puissance de calcul très faible (la photo montre une implémentation sur un micro-contrôleur 8 bits cadencé à 16 MHz). Un autre axe de recherche porte sur un dispositif de localisation en intérieur, où le GPS n’est pas disponible. Un procédé innovant fondé sur la magnétométrie a été développé : il utilise le fait que le champ magnétique terrestre est déformé par les masses métalliques présentes en particulier dans les armatures des bâtiments. Sous la seule hypothèse que ce champ déformé est constant, on peut reconstruire la vitesse et une estimation de la position du porteur à partir de plusieurs capteurs magnétiques qui mesurent le gradient du champ, et de capteurs inertiels bas-coût de type MEMS. La fusion des données issues des différents capteurs est faite par un filtre de Kalman étendu. Ce travail a été initié dans le cadre de la thèse de David Vissière, soutenue en 2008, et récompensé par un prix de 30 000 euros attribué par la Mission pour le développement de Première version du démonstrateur de localisation en l’innovation participative du Ministère de la défense. intérieur par magnétométrie. 112 mathématiques et systèmes : Rapport d’activité 2008 113 Centre de robotique (MINES ParisTech – CAOR) Directeur : Arnaud de La FORTE LLE

Téléphone 01 40 51 92 55 Recherche Télécopie 01 43 26 10 51 Les recherches conduites au Centre de robotique visent à Courriel [email protected] augmenter l’autonomie et les performances des systèmes robotiques, à améliorer la relation homme machine et à Web et publications optimiser les systèmes logistiques. http://www.mines-paristech.fr/Fr/CAOR L’autonomie des robots est tributaire des fonctions de Enseignants chercheurs 15 perception et de modélisation de l’environnement. C’est pourquoi une part importante de nos efforts de recherche Autres personnels 15 porte sur la perception visuelle, la fusion multi-sensorielle, Doctorants MINES ParisTech 25 l’analyse et la compréhension de scènes, la reconstruction Autres étudiants 20 géométrique et photométrique du réel… Ces thèmes de (y compris les Formations spécialisées) recherche sont déclinés dans des contextes applicatifs de robotique mobile et, plus particulièrement, pour l’assistance à la conduite automobile à des fins de confort, de Formation sécurité et d’efficacité. Architecture logicielle et systèmes embarqués Le Centre a une très forte activité d’enseignement Mohamad Othman Abdallah, Sébastien Boisgérault, au sein de l’École. Arnaud de La Fortelle, Claude Laurgeau, Sébastien Moutault, Aurélien Noce, Bruno Steux. Au niveau du cycle Ingénieurs civils : ■ la responsabilité de la macro-option MAREVA et de l’option Le Centre de robotique conçoit des plate-formes logicielles Systèmes de production et logistique en 2e et 3e année (ce qui répondant aux nouveaux besoins des systèmes roboti- constitue un effectif d’une cinquantaine d’élèves sur les deux ques mobiles: développement d’applications embarquées années) ; temps-réel et interactives, demande croissante de systèmes ■ l’organisation de cinq enseignements spécialisés : Réalité communicants et distribués, exigence accrue de robus- virtuelle, Systèmes de production et logistique, Chaîne logistique tesse et de sécurité des applications, prise en compte des globale, Acoustique, Informatique et MusiquE, Apprentissage standards et processus de conception du secteur automo- artificiel ; bile. Nos travaux s’articulent notamment autour de deux ■ la participation à l’enseignement de tronc commun en projets du pôle de compétitivité System@tic, labellisés par électronique ; Numatech Automotive : ■ l’enseignement de Mécatronique, très orienté vers les nouvelles ■ AROS (Automotive Robust Operating Services) est un nouveau projet technologies, avec la réalisation de projets innovants ; initié par le Centre de robotique. Son objectif est la conception d’un ■ la co-responsabilité du département Mathématiques et systè- exécutif temps réel capable de gérer des applications distribuées de mes, notamment sur les aspects d’enseignement. manière transparente, tout en garantissant leur cohérence temporelle. Par ailleurs, AROS permet de gérer des systèmes dynamiques, Au niveau des cycles Master : dans lesquels on peut insérer, connecter, déconnecter, détruire des ■ la participation au Master RV&SI (Réalité virtuelle et systèmes composants à chaud, sans jamais avoir à redémarrer l’ensemble. Les intelligents) ; cibles visées par AROS vont de petits processeurs 32-bits sans système ■ la responsabilité du Mastère spécialisé « MISL » acronyme de d’exploitation – pour des applications de contrôle embarqué – Management industriel et systèmes logistiques. jusqu’à des serveurs multiprocesseurs sous Linux ou Windows. AROS est financé par l’ANR dans le cadre du programme PREDIT ; Autres formations : À l’issue de la première année du contrat, un ensemble de spécifica- ■ la participation à l’enseignement à ISUPFERE et en formation tions ont été rédigées, sous la direction de VALEO, et une première continue. implémentation prototype d’AROS a été implémentée et testée sur le Rover du Centre ; Au niveau du cycle de formation des Corps ■ EDONA (Environnement de Développement aux Normes de techniques de l’État : l’Automobile). Le Centre de Robotique réalise dans ce projet le ■ l’introduction aux Systèmes de production et logistique pour les cœur d’une plate-forme de conception et d’exécution d’interfaces ingénieurs élèves. homme-machine embarquées. En 2008, le Centre a notamment 114 mathématiques et systèmes : Rapport d’activité 2008 mines parist ech – CAOR 115

conçu un modèle standard de description des interfaces homme- System@tic) a permis de mettre l’accent sur la fusion machine, adapté aussi bien aux besoins actuels de l’automobile multi-sensorielle pour la détection et la reconnais- qu’à la conception d’interfaces innovantes. sance des obstacles et éléments routiers. Une attention particulière a été accordée à la détection des Perception et compréhension de piétons dans le cadre du projet LOVe (Logiciels d’ob- situations en temps réel par fusion servation des vulnérables). Les collaborations avec multi-sensorielle, et techniques les grands groupes industriels (notamment VALEO et RENAULT) se sont poursuivies et ont permis d’assoir le d’apprentissage savoir-faire reconnu de l’équipe dans le domaine des Alexandre Bargeton, Amaury Breheret, assistances à la conduite. Les travaux réalisés sont ainsi Raoul de Charrette de la Contrie, Oussama El-Hamzaoui, passés du niveau recherche à un stade d’intégration Arnaud de La Fortelle, Gwennaël Gâté, Omar Hamdoun, et d’optimisation industrielle. Claude Laurgeau, Fabien Moutarde, Fawzi Nashashibi, Bogdan Stanciulescu, Bruno Steux, Fatin Zaklouta S’agissant de la technologie du CAOR pour la recon- La détection d’objets par fusion multi-capteurs naissance visuelle de catégories d’objets, de nouveaux types de classifieurs-discriminants, en particulier L’implication du Centre dans divers projets des pôles certains utilisant les « keypoints », ont été expéri- de compétitivité (notamment NUM@TEC du Pôle mentés et testés avec succès.

Détection et reconnaissance visuelle Vers la vidéosurveillance de signalisation routière verticale intelligente…

Le but est de permettre au conducteur de connaître à tout En 2008 a démarré le projet KIVAOU, financé par l’ANR et moment la vitesse limite courante, y compris pour les limitations coordonné par SAGEM Sécurité, portant notamment sur temporaires non répertoriées dans les Systèmes d’information la reconstitution a posteriori de trajectoires de person- géographique (SIG) des navigateurs par GPS. nes à partir de plusieurs caméras. Ceci vient renforcer La collaboration avec VALEO s’est poursuivie sur ce sujet en 2008, ce nouveau thème de recherche ouvert en 2007, via le avec des travaux pour intégrer le système général de reconnais- projet amont VIGILE, financé par l’Institut CARNOT Mines, sance de panneaux développé par Daimler. Enfin, la fusion des et mené en partenariat avec le Centre de morpholo- informations issues de la cartographie numérique embaquée gie mathématique, pour transposer notre expérience en avec celles issues des traitements d’images a été améliorée et perception embarquée et en fusion multi-capteurs dans validée grâce à des campagnes expérimentales menées conjoin- le domaine de la surveillance pour la sécurité des biens tement avec VALEO. et des personnes. Dans ces deux contextes, des premiers Par ailleurs, de nouveaux travaux en traitement d’images ont résultats prometteurs ont été obtenus pour la ré-identifica- permis de développer un système de détection et de recon- tion d’une même personne dans des champs disjoints de naissance de feux tricolores, suspendus ou à support rigide, caméra, à partir d’une « signature caractéristique » utilisant dans des milieux urbains denses. L’approche est fondée sur la les « keypoints » développés dans le cadre de la librairie combinaison de plusieurs techniques de traitement d’images et Camellia. Des travaux ont aussi été menés sur la calibration sur une approche originale basée sur l’appariement de « templa- approximative a posteriori, et la re-synchronisation semi- tes dynamiques » développés à cet effet. Cette action fait partie automatique entre vidéos. d’une activité croissante dédiée à la surveillance et à la gestion intelligente des carrefours, configurations à fort intérêt selon les études accidentologiques publiées récemment.

Détection et reconnaissance de feux tricolores dans des environnements urbains denses par vision embarquée. Exemple de ré-identification d’une personne entre 2 caméras distinctes, en utilisant un apprentissage sur les « keypoints ». 114 mathématiques et systèmes : Rapport d’activité 2008 mines parist ech – CAOR 115

Interfaçage en réalité virtuelle Systèmes de contrôle avancés et en réalité augmentée Brigitte d’Andréa-Novel, Clément Boussard, Rasul Fesharaki, Philippe Fuchs, Laure Leroy, Alexis SungWoo Choi, Jean-Michel Coron, Michel Fliess, Paljic, Vincent Meyrueis, Nan Wang, Xue Cao Hugues Mounier, Jorge Villagra Estimation et contrôle automatique L’expertise en réalité virtuelle du Centre porte sur des véhicules l’interfaçage comportemental de l’homme dans un monde virtuel. Au sein du pôle System@tic, projet La collaboration sur le thème du contrôle automatique IHS10, en partenariat avec les équipementiers et les de véhicule se poursuit avec VALEO. Un algorithme de constructeurs d’automobiles, nos recherches se pour- contrôle longitudinal, de type ACC ou Stop&Go, utili- suivent dans deux directions : sant des estimateurs algébriques développés en liaison ■ l’amélioration de la vision stéréoscopique par traitement des avec le projet ALIEN de l’INRIA (Algèbre pour l’iden- fréquences spatiales et la validation de correspondance entre tification et l’estimation numérique) pour le filtrage un objet réel et sa modélisation en environnement virtuel. Les et l’estimation des dérivées temporelles de certains traitements d’images se font maintenant en temps réel en signaux (notamment l’inter-distance) a été validé sur exploitant les shaders des cartes géraphiques. Cela va nous des véhicules électriques de type CyCab, développés permettre de réaliser des tests psychophysiques pour valider à l’INRIA par le projet IMARA. L’intégration du module nos recherches. Un partenariat de recherche avec l’IMASSA est en cours chez VALEO. Notons, que des applications (service de santé des armées) vient de débuter sur la vision en de type Stop&Go en peloton font l’objet de recherches relief ; actives dans des projets nationaux et européens. Nous ■ la modification de conception de produits directement en avons participé au projet CRISTAL (Cellule de recher- immersion. Avec, entre autres, la possibilité de modifier la che industrielle en systèmes de transports automatisés forme de surfaces en temps réel par une interaction manuelle légers) en réalisant une démonstration d’accrochage et naturelle. immatériel de véhicule lors des journées organisées par le pôle « Véhicule du futur » et la Communauté d’agglomération du Pays de Montbéliard (CAPM), en novembre 2008, à Montbéliard. Lors de ces journées, les participants ont fondé le club Move on CityMobil, club européen des villes engagées dans l’évolution des modes de déplacements urbains.

Par ailleurs, sur les aspects d’estimation, une première étude a été réalisée pour PSA-Peugeot- Traitement des fréquences spatiales d’images stéréoscopiques en fonc- Citroën sur le problème de l’estimation de l’état de tion de la disparité des objets. charge des batteries. Enfin, toujours dans le cadre de la collaboration avec VALEO, des premiers résultats Dans le cadre de la plate-forme PERF-RV2, nous ont été obtenus sur le problème de l’automatisation continuons nos actions de dissémination en dirigeant à basse vitesse, et notamment, le cas du parking en un nouveau volume du Traité de la Réalité Virtuelle, créneau, épi ou bataille. consacré aux humanoïdes virtuels. Contrôle en dimension infinie Avec Dassault Systèmes et les industriels du secteur automobile, nous débutons des recherches sur la Dans le cas de systèmes non linéaires hyperboliques modélisation et la visualisation de processus physi- monodimensionnels, l’analyse de stabilité par fonc- ques en temps réel dans un véhicule. tions de Lyapunov strictes que nous avions menée nous a permis de prendre en compte des termes En collaboration avec le laboratoire P&I de l’ENSAM perturbateurs, tels que la pente et le frottement, ParisTech, nous dirigeons une thèse sur l’exploitation dans le contrôle de réseaux de canaux d’irrigation. de la réalité virtuelle pour des thérapies en environ- Les bouclages à la frontière que nous avons élaborés nement virtuel, dans le but d’évaluer et de rééduquer ont été testés grandeur nature sur une portion de la des patients. rivière Sambre en Belgique (projet soutenu par le ministère de l’équipement wallon). 116 mathématiques et systèmes : Rapport d’activité 2008 117

Quant au projet ANR CONSONNES (Contrôle de plantation des entreprises étrangères. L’équipe sons instrumentaux naturels et synthétiques), le SPL coordonne le groupe de recherche Vendôme, à prototype de la flûte à coulisse a été mené à son l’échelon national, sur le développement des chaî- terme et va servir, entre autres, de banc d’essai pour nes logistiques. valider notre algorithme de contrôle élaboré à partir d’un modèle assez fin de l’embouchure, réalisé avec l’aide du Laboratoire d’acoustique musicale de Paris VI. Par ailleurs, le problème de l’observation de l’état Faits marquants d’un modèle acoustique simplifié d’un instrument de type trompette a été résolu par la construction d’un Le Centre de robotique est très présent dans les pôles observateur asymptotique. Ce système, couplant un de compétitivité - en particulier, System@tic, Moveo résonateur et une embouchure, a pu être modélisé et Cap Digital - et y compris au niveau des instances sous la forme d’un système non linéaire neutre à de gouvernance – notamment, Numatech Automotive, retard. L’analyse de stabilité locale a été réalisée source de plusieurs actions de recherche (LOVE, IHS10, par le biais d’une fonction de Lyapunov, ce qui va AROS, EDONA). permettre de poursuivre l’étude du problème de l’inversion, dans le but final d’estimer les paramètres Au niveau européen, grâce à la collaboration avec de jeu du musicien à partir des mesures de pression l’INRIA (JRU LARA), le CAOR participe à de nombreux effectuées sur l’instrument. contrats : Cybercars2, City Mobil, Geonet, Have-It et PICAV…

Systèmes de production Les collaborations directes avec les partenaires et de logistique (SPL) industriels, en particulier avec VALEO et PSA, se pour- Eric Ballot (en collaboration avec le CGS), Loïc Delaitre, suivent. À noter, une collaboration suivie dans le Frédéric Fontane, Hugues Molet temps (15 ans) avec MENSI, une PME française d’Île-de- France, spécialisée dans les systèmes de numérisation Les activités de recherche liées aux modèles de produc- et modélisation 3D (ayant intégré depuis le groupe tion continuent à s’orienter principalement vers la américain TRIMBLE). En robotique mobile, le dévelop- gestion de la chaîne logistique globale. pement du Mines Rover a été conduit en collaboration directe avec la SAGEM, avec laquelle un contrat de L’étude avec le Groupement Galia se poursuit sur collaboration de longue durée est envisagé. le déploiement des TIC au niveau des fournisseurs du secteur automobile. L’étude est rentrée dans la phase La production scientifique du Centre en 2008 des projets pilotes dans les régions partenaires. comprend 3 thèses, 17 publications, 28 communications dans des congrès, une dizaine d’actions de Une nouvelle étude a été engagée avec la société diffusion de la science (conférences invitées, articles Disneyland Resort sur des problématiques de straté- dans les journaux ou les médias, passage sur les radios gie d’entreposage. nationales ou les chaînes télé) et une vingtaine de rapports internes. De même des programmes de formation dits intra ont été développés pour le compte d’Arcelor Mittal. Philippe Fuchs, préside l’Association française de L’objectif est de permettre à des cadres d’intégrer dans réalité virtuelle, réalité augmentée (AFRV, www.afrv.fr), leurs démarches opérationnelles les problématiques qui regroupe les chercheurs et les professionnels du de «supply chain management ». domaine. Il a dirigé, avec Malik Mallem, un numéro spécial, Innovations en réalités virtuelle et augmentée, de Par ailleurs, des programmes de formation conti- la revue Technique et Sciences de l’Informatique, publiée nue ont été développés en synergie avec le Mastère chez Lavoisier. spécialisé MISL. Enfin une chaire en logistique est actuellement en projet avec l’ENSAM et HEC. Hugues Molet assure la présidence et la respon- sabilité éditoriale de la Revue française de gestion La mission industrielle en Chine de l’option SPL industrielle. a permis de bien identifier les caractéristiques d’im- 116 mathématiques et systèmes : Rapport d’activité 2008 117 Centre de bio-informatique (MINES ParisTech – CBIO) Directeur : Jean-Philippe VERT

Responsable communication : les puces à ADN pour mesurer l’expression des gènes, Isabelle Schmitt ou l’hybridation génomique comparative (CGH) pour détecter les aberrations génomiques, ouvre la voie à Téléphone 01 64 69 47 81 de nouvelles méthodes pour le diagnostic, le pronostic Télécopie 01 64 69 47 05 sur l’évolution probable de la maladie et la prédic- Courriel [email protected] tion d’efficacité des traitements. Ces nouveaux outils impacteront la prise en charge des malades, par une Web et publications meilleure prise en compte des spécificités de chaque http://cbio.mines-paristech.fr/ cancer et l’arrivée d’une médecine de plus en plus personnalisée et efficace. Dans cette optique, nous Enseignants chercheurs 4 avons proposé de nouvelles méthodes statistiques pour détecter les aberrations chromosomiques prédic- Autres personnels 3 tives d’un mauvais pronostic à partir de données CGH, Doctorants MINES ParisTech 4 en collaboration avec des chercheurs de l’Institut Doctorants autres établissements 1 Curie. Nous avons également commencé à dévelop- per de nouvelles méthodes permettant de construire des signatures pronostiques et prédictives robustes. Nous appliquons ces méthodes, avec différents parte- Formation naires académiques et industriels, aux cancers du sein, de la vessie et de la prostate, notamment au sein du Le CBIO intervient dans la formation des ingénieurs projet BIOTYPE, labellisé par le pôle de compétitivité civils des Mines en assurant les cours d’option, les Medicen Santé, impliquant comme partenaires Sanofi enseignements spécialisés en biotechnologie et en Aventis, le CEA et plusieurs entreprises franciliennes participant au MIG L’ingénieur et la santé. Il contribue de biotechnologie. également aux enseignements de 2e année du master Mathématiques, vision et apprentissage de l’École normale supérieure de Cachan, en assurant le cours Apprentis- Inférence de réseaux biologiques sage statistique par méthodes à noyaux. De nombreuses voies de signalisation, régulation, et métabolisme, impliquant des interactions entre de nombreux gènes, jouent un rôle critique dans l’initiation et le développement des tumeurs. Notre connais- Recherche sance de ces systèmes reste cependant très parcellaire et il semble possible de combler ces lacunes en exploi- L’activité principale de recherche au CBIO consiste à tant les grandes quantités de données générées par développer des méthodes mathématiques et informa- les différentes technologies en génomique et protéo- tiques innovantes pour l’analyse et la modélisation mique. Afin de reconstruire in silico les informations de données biologiques et chimiques. En 2008, nous manquantes sur ces réseaux, nous avons continué à avons entamé un partenariat privilégié avec l’Institut développer un cadre général d’inférence de graphe Curie et l’INSERM sur les applications de ces métho- à partir de données génomiques hétérogènes, en des pour la recherche contre le cancer, via la création nous appuyant sur de nouveaux développements en de l’unité mixte de recherche INSERM U900 Cancer et apprentissage statistique. Nous avons ainsi proposé Génome : bioinformatique, biostatistiques et épidémiologie une méthode pour la reconstruction du réseau de d’un système complexe. Le CBIO constitue l’équipe Appren- régulation génique, qui prédit jusqu’à 6 fois plus de tissage statistique et modélisation des systèmes biologiques de régulations connues que d’autres méthodes compétiti- cette unité. ves sur la bactérie E. coli. Nous poursuivons également notre collaboration avec William Noble (University Vers une médecine prédictive of Washington), sur la prédiction à grande échelle du réseau d’interaction protéine-protéine. Enfin, et un traitement du cancer personnalisé nous avons proposé de nouvelles approches pour L’apparition de nouvelles technologies permettant de la comparaison et l’alignement de grands graphes, caractériser les tumeurs au niveau moléculaire, telles visant à identifier des interactions conservées au cours 118 mathématiques et systèmes : Rapport d’activité 2008 119

de l’évolution entre différentes espèces. Nous pour- et SUB1, deux cibles thérapeutiques potentielles contre suivons des développements méthodologiques en le paludisme. apprentissage statistiques et modèles graphiques, dans le cadre du projet Modèles graphiques et applications, Criblage multi-cellulaire à haut débit financé par l’ANR, en collaboration avec l’ENS Paris, l’INRIA et plusieurs écoles de ParisTech. Le criblage multi-cellulaire à haut débit, couplant des méthodes de cultures en parallèle, telles les puces à Bio-informatique structurale, interactions cellules à la microscopie, permet de caractériser l’effet d’une molécule ou d’un traitement sur la forme et le moléculaires et criblage virtuel comportement des cellules affectées au niveau d’une Nous avons combiné notre expertise en biologie struc- population. Nous continuons le développement du turale et en apprentissage statistique afin de proposer logiciel CellRA, dédié à l’analyse statistique et l’inter- de nouvelles méthodes pour prédire des interactions prétation des données générées par cette technolo- entre protéines et petites molécules. Ces prédictions gie, en particulier pour la quantification des relations peuvent permettre de comprendre la fonction de cause-effet. Ces développements sont effectués dans certaines protéines et d’identifier de petites molé- le cadre de trois projets : cules précurseurs de médicaments. Nous avons ainsi ■ BIOTYPE, où nous collaborons avec le CEA (X. Gidrol) sur le proposé un cadre mathématique et des algorithmes criblage de kinases par siRNA pour détecter de nouvelles cibles efficaces pour la chémogénomique in silico, c’est-à-dire thérapeutiques contres le cancer de la prostate ; la prédiction systématique d’interactions entre une ■ PARTOX (projet financé par l’ANR), avec le CEA (B. Schaak), où banque de petites molécules et une famille de protéi- nous utilisons les puces à cellules pour quantifier la toxicité de nes, dans le cadre d’un projet soutenu par l’Institut nanoparticules ; Carnot M.I.N.E.S et d’une collaboration avec l’Univer- ■ RAMIS (projet labellisé par le pôle de compétitivité Cancer Bio- sité de Kyoto. Nous avons appliqué cette approche à santé), avec Pierre Fabre et le CNRS, où nous cherchons à identi- la prédiction d’épitopes peptidiques visant la protéine fier de nouveaux agents antimitotiques. HLA – qui joue un rôle critique dans le déclenchement de la réponse immunitaire – et pour le criblage de GPCR qui forme une classe importante de cibles théra- Faits marquants peutiques actuelles et futures. Nous avons également poursuivi nos efforts pour développer de nouvelles Notre collaboration privilégiée avec l’Institut Curie et représentations de petites molécules, dans l’optique l’Inserm s’est concrétisée par la création, au 1er janvier du criblage virtuel, et participé, avec des collègues 2008, de l’unité mixte de recherche U900 Cancer et de l’Institut Pasteur, à la validation expérimentale de Génome : bioinformatique, biostatistiques et épidémiologie plusieurs résultats de criblage virtuel. Nous avons d’un système complexe. Le CBIO dispose, à ce titre, de notamment élucidé les mécanismes de l’enzyme 6PGL nouveaux locaux au sein de l’Institut Curie, à Paris, de T. brucei, une cible thérapeutique potentielle contre tout en conservant ses bureaux sur le campus de MINES la maladie du sommeil, en combinant de la dynami- ParisTech à Fontainebleau. Notre équipe de cher- que moléculaire avec de la diffraction par rayons X. cheurs permanents s’est par ailleurs renforcée, avec le Nous avons également contribué à la découverte de recrutement de Yoshihiro Yamanishi, précédemment plusieurs petites molécules inhibant l’action de SUB2 professeur assistant à l’Université de Kyoto.

Nous avons développé de nouveaux algorithmes permettant de prédire de nouvelles régulations entre gènes. L’élucidation des réseaux de régulation (ici les régulations connues, en gris et prédites, en bleu, entre les facteurs de transcription d’une bactérie) peut nous permettre de mieux comprendre certains mécanismes biologiques clés dans la progression tumorale, tels la prolifération et la résistance à certains composés chimiques. (Image extraite de Mordelet and Vert, /Bioinformatics/ 24(16) : 76-82, 2008). 118 mathématiques et systèmes : Rapport d’activité 2008 119 Centre de mathématiques appliquées (MINES ParisTech – CMA) Directrice : Nadia Maïzi Responsable communication : ■ une étude sur l'utilisation dans les missions interplanétaires des Dominique Micollier manoeuvres impulsionnelles en espace profond a été rendue à l'ESA ; ■ une étude sur la conception de régulateurs multi-objectifs (utilisa- Téléphone 04 97 15 70 73 tion d'une représentation « all-pass » du paramètre de Youla et des Télécopie 04 97 15 70 66 méthodes de perturbations issues de la programmation conique), Courriel [email protected] commencée avec l’ESA, s’est terminée avec Thales-Alenia-Space sur un exemple de satellite fourni par l'industriel ; Web et publications ■ le paramétrage des systèmes sans pertes a été utilisé dans une étude http://www.mines-paristech.fr/Fr/CMA avec le Cnes, l'Ircom et Thales, en collaboration avec le projet APICS de l'INRIA, pour la synthèse de filtres hyperfréquence et l'optimisation de la Enseignants chercheurs 9 réponse de multiplexeurs de sortie dans les satellites de télécommuni- cation. Le logiciel OMUXOPTIIM a été livré à Thales-Alenia-Space. Autres personnels 13 Doctorants MINES ParisTech 25 Dans le domaine de la sécurité, en liaison avec les Autres étudiants 17 activités du pôle de compétitivité MER-PACA, une thèse (y compris les Formations spécialisées) sur les techniques d’optimisation pour la localisation de sources passives est en cours de finalisation.

Afin d’évaluer la valeur carbone et sa sensibilité à diffé- Formation rents paramètres : nature du mix, volatilité des prix sur le marché de CO2, niveau de taxe… nous développons, en Le CMA intervient dans le cycle Ingénieurs civils, organise collaboration avec le projet TOSCA de l’INRIA, une appro- un MIG sur le thème des systèmes embarqués, participe che de pricing par prix d’indifférence, conduisant à la aux semaines Athens et est responsable de la formation résolution d’une équation d’Hamilton-Jacobi-Bellman. doctorale Contrôle optimisation et prospective (anciennement Informatique temps-Réel, robotique et automatique), co-accréditée avec l’École doctorale STIC de l’UNS. Le Identification et problèmes inverses CMA est responsable du Mastère spécialisé en Optimisa- Nous étudions, avec les projets APICS et ODYSSEE de tion des systèmes énergétiques(OSE) : http://www.ose.cma. l’INRIA, une classe de problèmes inverses concernant fr. Cette année, la promotion sortante s’est illustrée avec la détection de sources dipolaires à partir de données la publication aux Presses de l’École, dans la collection d’électro-encéphalogramme pour des applications biomé- Libres opinions, du premier ouvrage collectif du mastère. dicales. Dans les deux cas, le modèle interne est régi par La promotion entrante (la neuvième) accueille 17 élèves un Laplacien et on recherche les singularités internes de issus d’écoles d’ingénieurs : École polytechnique, ESPCI, la solution par des méthodes d’approximation rationnelle. ENS Cachan, Centrale Lille, ENSEEIHT, HEI, ICAM, ENSMA, Nous abordons le cas plus réaliste de la dimension 3 et EMAC, ESIGELEC et d’universités française et européen- appliquons ces méthodes à des données test en prove- nes : Paris-Sud XI, Université Catholique de Louvain, nance du milieu médical. Un logiciel Fs3D est en cours Université de Madrid. Citons parmi les parrains désor- de développement. mais fidèles: EDF, AREVA, AIR LIQUIDE, SEQUARIS (Suez) et soulignons l’arrivée des nouveaux entrants, RTE, BIOS- PHERE, GRTgaz et MANEXI. Automates et approche bayésienne Nous débutons la phase 2 du projet SECMAR du pôle de Le CMA participe aux enseignements des masters de compétitivité MER-PACA afin d’intégrer les moyens de l’UNSA et de l’Université de Marseille-Provence. détection Sonar, Radar et Optronique proposés par les industriels (BERTIN technonologies, CESIGMA, CHRISAR, Thales Surface RADAR, Thales Underwater Systems) à nos algorithmes de détection de comportement anormaux, Recherche comportements proposés par Nafvco et la sécurité du Port autonome de Marseille. Cette phase de 24 mois se Commande et optimisation terminera par l’implantation d’un prototype sur le Port Plusieurs actions ont été menées dans le domaine du autonome de Marseille. spatial : ■ une thèse sur l'optimisation globale des trajectoires de missions Les deux thèses, initiées en 2006 et 2007 sur la modé- interplanétaires a été soutenue - financement CNES et THALES- lisation de comportements suspects se précisent : la ALENIA-SPACE ; première s’appuie sur les réseaux bayésiens et les Modèles 120 mathématiques et systèmes : Rapport d’activité 2008 121

de Markov cachés afin de spécifier les comportements CO2 soutenables à l’horizon 2050. Il a ensuite permis usuels des objets présents dans la zone ; la seconde établit au CAS, d’évaluer les conséquences pour la France les propriétés relatives aux bases de connaissances en des engagements européens de réduction d’émis- présence de données probabilistes contradictoires, afin sions de CO2 à l’horizon 2020. Un couplage avec les de caractériser la qualité des informations mesurées ; autres modèles nationaux européens a également été les comportements anormaux seront spécifiés dans les décliné dans le cadre du projet européen RES2020. langages réactifs synchrones désormais classiques. Il est utilisé, en collaboration avec l’IFP, l’INRA et le FCBA, dans le cadre du projet Valerbio, financé par la fondation TUCK pour l’évaluation prospec- Prospective et optimisation tive de la production de biocarburants française à L’objet de ce projet est de dégager une expertise origi- l’horizon 2050. Enfin nous participons à l’exercice nale dédiée au monde de l’énergie face à ses mutations de l’AIE (Agence internationale de l’énergie) ETP (Energy en regroupant nos compétences en modélisation, opti- Technology Prospective) 2008. misation et recherche opérationnelle, mathématiques du contrôle et de la décision, informatique du temps Deux nouvelles thèses ont été initiées pour affiner réel. Nous avons développé une approche prospective la représentation de notre modèle de prospective. La fondée sur l’optimisation d’une représentation tech- première, en partenariat avec EDF, concerne le compor- nico-économique du système énergétique au moyen du tement des ménages sous la contrainte carbone. La modèle d’optimisation MARKAL/TIMES qui permet d’éva- seconde, en partenariat avec Schneider Electric, s’in- luer, pour la France, les émissions de CO2 du système téresse à l’intégration spatio-temporelle des dynami- énergétique à l’horizon 2050. ques de réseau. Deux thèses, en collaboration avec le département EPI (Eco efficacité et procédés industriels) Notre modèle MARKAL/Times pour la France a été d’EDF, sont en cours sur l’arbitrage entre technolo- exploité par le Conseil d’analyse stratégique (CAS) gies pour les secteurs industriels gros consommateurs dans le cadre de la commission énergie présidée par d’énergie d’une part, et industriels diffus d’autre part, Jean Syrota pour évaluer la réduction d’émissions de dans le contexte des engagements internationaux pour la lutte contre le changement climatique. Création de la Chaire Modélisation prospective au service du développement durable Le 16 décembre a eu lieu, à Sophia-Antipolis, le lancement officiel de la Chaire Modélisation prospective. Son dispositif scientifique s’articule autour du travail des deux équipes de recherche fondatrices de la Chaire : le Centre de mathématiques appliquées (CMA - MINES ParisTech) et le Centre international de recherche sur l’environnement et le développement durable (CIRED - laboratoire commun École des Ponts ParisTech / AgroParisTech / CNRS / EHESS). Les partenaires, l’ADEME, EDF, RENAULT, SCHNEIDER ELECTRIC et TOTAL, apportent des contributions équilibrées pour doter la Chaire d’un budget de 2,5 millions d’euros sur 5 ans. L’objectif de la Chaire est de pérenniser des outils de modélisation sur les enjeux du développement durable. En adoptant une démar- che prospective, la Chaire a vocation à faciliter la prise de décision à partir de scénarios d’avenirs possibles portant sur des questions de politiques énergie et climat, de développement industriel et de choix technologiques. La Chaire contribuera également au rayonnement international des équipes co-fondatrices et de leurs partenaires via l’invitation de professeurs étrangers, l’organisation de colloques internationaux et une présence renforcée au sein des instances d’expertise internationales. Des actions de formation ciblées seront en outre conduites auprès des partenaires de la Chaire, afin de construire un réseau de compétences de haut niveau. Contact Chaire : [email protected]

Faits marquants La promotion 2007 du mastère OSE a publié un livre, Îles et énergie : un paysage de contrastes, sous la Conjointement avec le lancement de la Chaire Modélisa- direction de Gilles Guerassimoff et Nadia Maïzi. Il a tion prospective, le CMA a co-organisé un colloque inter- rencontré un vif succès et a été commandé par le pôle national, avec l’ETSAP (Energy Technology Systems Analysis de compétitivité CAP énergie à une centaine d’exem- Programme) à Sophia Antipolis, du 15 au 17 décembre plaires pour récompenser l’ensemble de ses partenai- 2008. Le thème était : Carbone et prospective. res à l’occasion de la fin de l’année 2008. 120 mathématiques et systèmes : Rapport d’activité 2008 121 Centre de morphologie mathématique (MINES ParisTech – CMM)

Directeur : Fernand Meyer assure deux cours de Master II à l’ENSTA : Méthodes de traitement d’images à base d’équations aux dérivées partiel- Téléphone 01 64 69 47 06 les, et Développement de matériel spécialisé en traitement Télécopie 01 64 69 47 07 d’image. Jesús Angulo participe à l’enseignement en morphologie mathématique de l’ENSTA (cycle ingé- Courriel [email protected] nieur) et de l’Université Polytechnique de Valencia, Espagne (cours de 15 heures en 3e cycle). Web et publications http://www.mines-paristech.fr/Fr/CMM En 2008, le CMM a organisé une école d’été en morphologie mathématique (6-10 octobre) avec 17 inscrits, dont Enseignants chercheurs 8 6 industriels (Beatriz Marcotegui), et une formation en Autres personnels 7 segmentation avancée, adaptée aux besoins d’une équipe de recherche de la société Michelin. Doctorants MINES ParisTech 11

Depuis sa fondation, en 1967, le CMM a contribué à Recherche la croissance et à la diffusion du corpus théorique et algorithmique de la morphologie mathématique, Multimédia en s’appuyant sur des domaines d’application très Le projet TerraNumérica, du pôle de compétitivité larges, fournissant ainsi un terrain d’expérimen- mondial Cap Digital, a pour objectif le développement tation riche pour le développement de nouveaux d’une plate-forme de production d’environnements concepts et outils. Ses activités s’articulent autour urbains synthétiques, visant à augmenter la producti- de collaborations avec l’industrie, de la recherche et vité et le réalisme. Le CMM, à travers la thèse de Jorge de l’enseignement. Hernández, s’intéresse à l’interprétation de façades, en localisant leurs différents éléments constitutifs (fenêtres, portes, balcons...) pour alimenter automatiquement les Formation modèles des bâtiments, de manière fidèle à la réalité. L’option Vision et morphologie est associée aux options Dans le cadre du projet iTowns, financé par l’ANR- Robotique et automatique au sein de la macro-option MDCO, le CMM développe un système de localisation de MAREVA. Ce regroupement permet de mutualiser texte enfoui en milieu urbain, apportant une informa- certains cours et d’offrir un cursus plus riche aux tion sémantique pour un système de navigation enrichi élèves. Beatriz Marcotegui est responsable de l’op- (Jonathan Fabrizio, Beatriz Marcotegui). tion. Financé par l’ANR, le Centre travaille sur la restaura- Le CMM est responsable des enseignements spécia- tion de la piste sonore optique de films cinématographi- lisés Physics and Mechanics of random media, Models of ques (Abdelâali Hassaïne, Étienne Decencière). random structures et Analyse d’image: de la théorie à la pratique, ouverts aux élèves de ParisTech et au réseau ATHENS. En 2008, ces enseignements ont accueilli, Monde de la santé respectivement, 18, 22 et 25 participants. Ophtalmologie Nous participons au montage du Master euro- Dans le cadre de l’étude sur les marqueurs de la Dégé- péen ECMI Master in Industrial Mathematics impli- nérescence maculaire liée à l’âge, une nouvelle collabo- quant 8 partenaires académiques de 7 pays européens ration s’est établie avec le service d’ophtalmologie du (Dominique Jeulin), et du Master ParisTech en bio- Centre hospitalier intercommunal de Créteil. Cette étude ingénierie (Étienne Decencière). bénéficie d’un financement doctoral du Conseil régional d’Île-de-France (Adnan Rashid, Jean-Claude Klein). Un Les chercheurs du CMM interviennent également contrat industriel est également en cours sur le même dans des formations à l’extérieur. Petr Dokladal thème (Estelle Parra-Denis, Jean-Claude Klein). 122 mathématiques et systèmes : Rapport d’activité 2008 mines parist ech – CMM 123

Puces à ADN, puces à cellules, microscopie biomédicale, imagerie médicale multispectrale vont se poursuivre dans le cadre du projet IHMO (financement ANR-TecSan 2008-2010) En collaboration avec le CBIO, le CMM développe depuis pour l’étude des cellules sanguines en microscopie 4 ans des logiciels pour la quantification automatique hybride (multispectrale + spectroscopie Raman) de puces à ADN (transfert technologique à la société (Jesús Angulo). Genewave et Serial Genetics). Ces développements ont permis au Centre de participer au projet européen INDIGO (Programme IST-NMP) pour développer de Physique des milieux hétérogènes nouveaux types de puces à amplification de lumière et Le Groupe de réflexion « Nanomines » sur les Nano- un automate de lecture dédié, avec GENEWAVE, e2v (ex- matériaux, créé et animé par Dominique Jeulin en ATMEL) et des partenaires académiques (Jesús Angulo, 2006, donne lieu au projet de recherche Nanostructures, Michel Bilodeau, Fernand Meyer). dans le cadre de l’Institut Carnot M.I.N.E.S, financé par l’ANR, et regroupant l’ensemble des écoles des Observer le phénotype d’une population cellulaire mines sous-tutelle du Ministère de l’industrie. Cette après lui avoir appliqué une perturbation est devenu un recherche (prévue pour une durée de 4 ans), en s’ap- outil majeur d’investigation en biologie. Par exemple, puyant sur une gamme de nanocomposites de matrice bloquer un gène par un SiRNA peut mettre en évidence organique et de charge nanométrique, traite les points l’effet de ce gène sur le fonctionnement normal de la suivants : élaboration, caractérisation nano et macro, cellule. Observer l’effet d’une molécule toxique peut homogénéisation nano-micro-macro. François Willot révéler de nouveaux modes d’action et mettre sur la a développé une modélisation du comportement piste de nouveaux médicaments. Le CMM et le CBIO mécanique de nanocomposites résolvant les équa- conjuguent leurs savoir-faire en traitement d’images et tions de l’élasticité sur des images 3D par itérations de données au sein de 4 projets. de FFT. Dans ce cadre, le schéma booléen de sphères de fractions volumiques variables, pour les cas limites Le projet Partox caractérise la toxicité des nano-particu- d’inclusions poreuses ou rigides, a été étudié. L’implé- les. Le projet RAMIS, labellisé par le pôle Cancer-Bio-Santé mentation de cet outil sur un cluster de PC, acquis par de Toulouse, cherche à identifier de nouvelles molécules le CMM en 2008, va permettre d’aborder la modélisa- anti-cancéreuses (Jesús Angulo, Dalila Benboudjema, tion du comportement physique de microstructures Beatriz Marcotegui, Fernand Meyer). Le projet BIOTYPE, complexes. labellisé par le pôle de compétitivité Medicen, fédère 5 PME franciliennes et est centré sur des diagnostics plus Le comportement mécanique de nanocomposites fins et des soins plus efficaces du cancer de la prostate à base de noir de carbone est modélisé par éléments (Jesús Angulo, Michel Bilodeau, Fernand Meyer). finis sur des simulations 3D de la microstructure (thèse d’Aurélie Jean, en collaboration avec MICHELIN Le CMM collabore depuis 6 ans avec l’Institut Gustave et Samuel Forest (MAT)). Roussy sur la segmentation interactive d’images de scan- ner et d’IRM, dans le cadre du cancéropôle Île-de-France. Les propriétés de transport du réseau poreux de Ce travail a conduit à l’obtention d’un prix internatio- piles à combustible sont étudiées dans le projet euro- nal, et a permis de nouer des contacts très prometteurs péen Ideal-Cell, en collaboration avec Alain Thorel avec des partenaires industriels (soutenance de thèse (MAT). de Jean Stawiaski, Étienne Decencière, Fernand Meyer, Dominique Jeulin). Le traitement morphologique 3D d’images de microtomographie donne lieu à plusieurs travaux : Une collaboration avec la société L’Oréal a ■ segmentation et modélisation d’images de matériaux granu- démarré. Elle porte en particulier sur l’analyse d’ima- laires (Post-doc de Matthieu Faessel, avec la DGA - CEG de ges multi-photoniques de la peau (Jesús Angulo, Gramat) ; Étienne Decencière, Fernand Meyer, Estelle Parra- ■ comportement micromécanique de particules non métalli- Denis, Adnan Rashid). ques dans l’aluminium (thèse de Nicolas Moulin (École des mines de Saint-Étienne), en collaboration avec Alcan, l’INSA de Les travaux de thèse de Guillaume Noyel (soutenue Lyon, et l’ESRF) ; en septembre 2008) en segmentation d’images hypers- ■ morphologie de cellules de solidification de Ta6V (collabora- pectrales ont été appliqués avec succès, en collaboration avec M. Moreaud et l’École des mines de Saint-Étienne). tion avec le Pr. Cuenod (HEG Pompidou), aux séries temporelles d’images DCE-MRI utilisées pour l’étude La thèse de Charles Peyrega (projet ANR Silent de l’angiogenèse in vivo. Nos recherches en imagerie Wall) porte sur la microstructure 3D et la prédiction 122 mathématiques et systèmes : Rapport d’activité 2008 mines parist ech – CMM 123

du comportement acoustique de composites fibreux. année, sur des méthodes d’appariement d’images stéréo- La thèse d’Hellen Altendorf, en collaboration avec vision basées sur des outils de segmentation morpholo- l’Institut Fraunhofer ITWM (Kaiserslautern) a pour gique (Serge Beucher, Eduardo Parrilla-Bernabé). objet l’analyse 3D et la caractérisation de milieux fibreux. Une collaboration avec la société Aedinca a Le CMM est, avec le CAOR, l’un des deux centres de donné lieu à l’analyse des orientations locales de fibres l’École participant à l’initiative Num@tec Automotive courtes dans des composites (P. Dokladal). dans le cadre du développement du pôle d’innovation technologique SYSTEM@TIC. Il participe notamment aux La modélisation du dépôt de peinture sur les tôles projets LOVE (Logiciels d’observation de vulnérables) d’acier rugueuses est étudiée avec Arcelor Research et PREDIT d’élaboration d’outils d’imagerie embar- dans le cadre des thèses de Thibauld Nion (soutenue qués pour la détection des piétons. En 2008, le CMM a en 2008) et de Bruno Figliuzzi (démarrée en 2008). continué à développer des outils de segmentation de scènes permettant de définir et suivre des régions de Sciences de la terre vigilance où des piétons sont susceptibles de se trouver. Ces derniers peuvent alors être détectés plus facilement et de l’environnement par les outils élaborés par les autres partenaires du projet Le travail avec la société ERM.S, portant sur l’analyse de (Serge Beucher, Romaric Audigier). cubes sismiques, s’est poursuivi à travers un contrat de collaboration (E. Decencière). Le projet KIVAOU, projet du programme COSEG (Concepts systèmes et outils pour la sécurité globale) Une thèse CIFRE avec la société ESTIMAGES, portant labellisé par l’ANR, a démarré cette année. Il vise à déve- sur la cartographie, a démarré en 2008 (Jean Felder, lopper des outils et des algorithmes pour des appli- Étienne Decencière). cations en vidéosurveillance et en biométrie. Pour ce projet, le CMM développe des outils de segmentation Vision par ordinateur de scènes et de suivi de mobiles (Louise Naud, Romaric Audigier, Serge Beucher). Le projet VIGILE, réunissant le Centre de morphologie mathématique et le Centre de robotique (CAOR), et Un projet portant sur l’évaluation et le suivi automa- soutenu par l’Institut Carnot M.I.N.E.S, porte sur l’in- tiques de la fissuration de routes structurées, lancé en tégration de différents capteurs pour la sécurité. Il est 2006 avec la société Colas, entre dans une phase d’opti- mené en parallèle avec d’autres projets communs aux misation algorithmique (Petr Dokladal). En liaison avec deux laboratoires (LOVE, KIVAOU, TerraNumérica). cette thématique, le CMM co-encadre, avec l’ESIEE, la thèse Dans le cadre de ce projet, le CMM a travaillé, cette d’Olena Tankyevych.

Premier prix au concours de segmentation MICCAI 2008

Une équipe commune au CMM (Jean Stawiaski et Étienne Decencière) et à l’Institut Gustave Roussy (François Bidault) a remporté l’épreuve « liver tumor segmentation » du prestigieux concours « 3D Segmentation in the clinic: a grand challenge », organisée dans le cadre de la Conférence internationale MICCAI (Medical Image Computing and Computer Assisted Intervention) à New-York, en septembre 2008. Une douzaine des meilleures équipes mondiales étaient en compétition. Le logiciel utilisé dans cette épreuve met en œuvre des algorithmes de segmentation combinant approches morphologiques et méthodes à base de graphes, dans un environnement ergonomique. Ce succès ouvre de Contourage 3D de tumeurs du foie. nouvelles perspectives de valorisation.

Architectures logicielles et matérielles La plupart des projets en vision embarquée nécessitent traitement d’image temps réel embarqué étant, dans le de concevoir de nouvelles architectures de processeurs cadre de ces projets, de plus en plus vitaux, une réflexion de traitement d’image afin d’améliorer les performan- sur la définition d’une librairie de traitement d’image ces. Cette activité se concrétise dans des projets comme performante a débuté cette année. Les premiers éléments FREIA (projet ANR labellisé en 2007), LOVE et KIVAOU de cette librairie sont en cours d’élaboration (Serge (Christophe Clienti, Michel Bilodeau). Les besoins en Beucher, Christophe Clienti, Romaric Audigier). 124 mathématiques et systèmes : Rapport d’activité 2008 125

Dans le cadre de l’abondement Carnot affecté au de traitement ouvrent de nouveaux champs d’appli- département Mathématique et systèmes, une plateforme cation dans le domaine du contrôle non destructif et logicielle de traitement d’images commune est en déve- plusieurs contrats industriels devraient se concrétiser loppement, à partir des logiciels Morph-M du CMM et en 2009. Camellia du CAOR. Elle sera mise à disposition de tous les laboratoires de MINES ParisTech (Serge Koudoro, Michel Bilodeau, Étienne Decencière). Faits marquants

Prospective Le CMM (Jesús Angulo) a participé, en collaboration La segmentation reste un des domaines phares de recher- avec l’Université Polytechnique de Madrid (UPM), che du CMM. Les travaux d’amélioration se sont poursui- à la compétition internationale NICE-I (http://nice1. vis donnant lieu à des outils très performants pour la di.ubi.pt/) sur la segmentation automatique de l’iris segmentation d’images complexes de scènes naturelles, sur des images non calibrées de l’œil. L’équipe UPM- dans le cadre des projets LOVE et TerraNumérica. CMM a fini en huitième position face à une centaine des meilleurs groupes de recherche du monde dans Trois autres pistes sont actuellement explorées. Les le domaine. nivellements visqueux simplifient les images à segmenter de manière plus drastique que les nivellements ordinaires Le groupe Approches probabilistes en mécanique des (Fernand Meyer). La seconde piste consiste à estimer la milieux hétérogènes de l’association MECAMAT (Méca- force de chaque contour par sa probabilité d’apparition nique et Matériaux), animé par Dominique Jeulin, a lorsqu’on utilise comme marqueurs des germes aléatoires accueilli 45 participants à Fontainebleau (16-17 avril). (Jesús Angulo, Dominique Jeulin). Une méthode de calcul de cette probabilité en s’affranchissant des simulations est La première Journée industrielle Nanomatériaux, en cours (Fernand Meyer). La troisième piste favorise la organisée par le CMM à MINES ParisTech (22 janvier), segmentation de certaines formes en la contraignant par a attiré plus d’une centaine de participants. des modèles (Jorge Hernández). En amont, nous explo- rons les espaces de formes pour en déduire moyennes, Plusieurs membres ont participé à des congrès, en médianes, modes de variations ainsi que de nouveaux tant que conférenciers invités : Dominique Jeulin, au interpolateurs (Jesús Angulo et Fernand Meyer). congrès Mathematical Aspects of Materials Science (SIAM, Philadelphie, USA, du 11 au 14 mai) et au congrès L’extension de la morphologie mathématique aux Multiscale Modeling of Microstrucures (Tallahassee, USA, images multi/hyper-spectrales (Jesús Angulo, Dominique du 27 au 31 octobre) ; Serge Beucher et Dominique Jeulin, Guillaume Noyel) se révèle très prometteuse. De Jeulin, dans le cadre de la journée « Granulométries », nouvelles applications sont attendues dans les domaines organisée par CPE-Lyon (14 février) ; Beatriz Marcote- de la micro-spectroscopie pour le diagnostic de cellules gui, au Colloque international francophone sur l’écrit et le cancéreuses, l’imagerie satellitaire et de l’imagerie médi- document (du 28 au 30 octobre, à Rouen) et Fernand cale de perfusion. Une thèse sur ce sujet va débuter en Meyer, dans le cadre du colloque de la fondation Well- 2009. come sur le phénotypage cellulaire (17-18 juillet).

Des représentations issues de l’algèbre des quaternions Jesús Angulo et Dominique Jeulin ont organisé un sont à l’étude pour construire des opérateurs multivariés : mini-symposium en analyse d’image biomédicale au filtrage d’images couleur, extraction d’invariants couleur, Congrès européen ECMI (Londres, 30 juin-2 juillet) . opérateurs variables dans l’espace (Jesús Angulo). Nous avons co-organisé, avec l’Institut Fraunhofer Plusieurs projets collaboratifs sont également en cours ITWM, le colloque 3D Imaging, Analysis, Modelling and de montage dans le domaine de la sûreté et de la sécurité Simulation of Macroscopic Properties (Kaiserslautern, 4-5 dans le cadre des instituts Carnot et en relation avec les novembre, 80 participants). instituts Fraunhofer en Allemagne (Fernand Meyer, Serge Beucher). Après quatre années de travail, Dominique Jeulin et Étienne Decencière passent le relais de leurs postes Par ailleurs, les derniers développements de la respectifs de président et secrétaire-trésorier de la morphologie mathématique alliant efficacité et vitesse Société internationale de stéréologie. 124 mathématiques et systèmes : Rapport d’activité 2008 125 Centre de recherche en informatique (MINES ParisTech – CRI) Directeur : Robert MAHL

Directeur adjoint : François Irigoin

HEC et a lieu pour moitié à MINES ParisTech (à Paris) Téléphone 01 64 69 47 08 et pour moitié à HEC (Jouy-en-Josas) ; la dixième Télécopie 01 64 69 48 47 promotion, rentrée en septembre 2008, comporte 32 Courriel [email protected] étudiants, qui profitent des fruits d’une collaboration active entre les deux écoles, tant au niveau des ensei- Web et publications gnants que des services administratifs, financiers ou de www.mines-paristech.fr/Fr/CRI communication. La version Exécutif du mastère MSIT a débuté en 2008, avec 15 participants issus du monde Enseignants chercheurs 6 de l’industrie et des services. Le troisième, Ingénierie Autres personnels 5 production et infrastructures en systèmes ouverts (IPISO), Doctorants MINES ParisTech 5 issu d’une collaboration avec l’École des mines de Autres étudiants 1 Saint-Étienne, l’École des mines de Nancy et France Télécom, se concentre sur un problème clé pour les entreprises : la production informatique et les infrastructures techniques. Deux promotions sont rentrées en 2008 (mai et novembre) avec, respectivement, 14 et 10 participants. Le dernier, Management en mode projet Le Centre de recherche en informatique se consacre (MMP), est organisé au Maroc, en partenariat avec la à l’étude des langages utilisés par les technologies Caisse de dépôt et de gestion ; la deuxième promotion de l’information (langages de programmation, de compte 30 participants. description de données, d’interrogation ou semi- formels, voire naturels) et développe des techniques d’analyse sémantique et de transformation automatiques destinées à répondre aux besoins industriels Recherche (performance, coût de développement, time-to- market) et aux besoins administratifs et sociétaux Les travaux de recherche du CRI s’articulent autour (partage d’information cohérente, normalisation d’un axe principal, celui des langages, qu’il s’agisse des données, accès à l’information, sauvegarde du des langages de programmations ou des langages de patrimoine). description de données. Ces travaux trouvent des applications aussi bien dans les systèmes embarqués professionnels ou personnels que dans les grands systèmes d’information. Formation

Au niveau des activités pédagogiques de l’École, le Langages de programmation CRI participe activement à l’enseignement de tronc L’objectif général de cet axe de recherche est de réduire commun, à l’Acte d’entreprendre et aux cours de les coûts d’utilisation des ordinateurs, qu’il s’agisse des l’option Management des systèmes d’information dont coûts de développement ou d’exploitation, en déve- il assure l’organisation et l’encadrement. Trois ensei- loppant des outils aussi automatiques que possible gnements spécialisés en informatique sont proposés pour effectuer des analyses, instrumentations et trans- aux élèves ingénieurs : Architecture matérielle et logicielle formations de programmes. Ces outils sont utilisés en des ordinateurs, Systèmes d’information et Informatique développement pour faciliter la réutilisation de code fondamentale. ou effectuer de la synthèse de logiciel ou de tests. Ils sont aussi utilisés pour réduire les temps d’exécution Le CRI organise par ailleurs quatre mastères spécia- de logiciels, sans augmenter sensiblement les coûts de lisés, dont trois en mode Exécutif (temps partiel), développement, ni les coûts de maintenance. pour lesquels il assure une part importante de l’enseignement. Le premier, Management des systèmes d’in- Deux directions de recherche particulières ont formation et des technologies (MSIT), est co-encadré avec été poursuivies en 2008 : l’analyse et la modélisation 126 mathématiques et systèmes : Rapport d’activité 2008

d’applications de traitement du signal pour processus Nous utilisons ces outils dans plusieurs projets, embarqués (projet Teraops) et l’optimisation de code dont la réalisation d’un site de gestion de photogra- pour accélérateur FPGA de traitement d’images (projet phies pour une agence photographique (Realis). Nous FREIA). Le projet Teraops du Pôle de compétitivité avons également intégré GeLaBa au système Plinn, mondial SYSTEM@TIC PARIS-REGION vise la conception permettant ainsi de manipuler des documents définis d’une architecture parallèle et le développement d’un par GeLaBa dans le système de gestion de contenu environnement complet pour la programmation d’ap- Plinn. Ce système est utilisé pour le projet LHEO, plications de traitement intensif (image et signal). Le financé par la Délégation générale à l’emploi et la compilateur PIPS est utilisé pour générer une spéci- formation professionnelle (DGEFP), qui utilise Gelaba fication des applications destinées à permettre leur pour définir et exploiter un langage d’échange d’offres placement manuel sur la machine cible. Il est aussi de formation professionnelle en XML (http://www. utilisé pour sélectionner les parties des applications lheo.org). L’industrialisation de Plinn a été suggérée susceptibles de bénéficier d’optimisation manuelle. par la DGEFP et doit être mise en place avec le concours du CRI en 2009. Par ailleurs, le CRI participera, dès Deux axes de recherche nouveaux ont été abordés 2009, au projet NEOPPOD qui vise la synchronisation en 2008. Dans le cadre du projet européen ACOTES, des bases de données orientées objet. une nouvelle thèse a été lancée pour exploiter le paral- lélisme de stream au sein du compilateur libre gcc. Dans le cadre du projet ANR ASTREE, une activité de Autres travaux recherche autour des questions de sémantique et d’im- Le projet MAWii utilise les technologies des jeux videos plantation efficace du langage temps-réel synchrone pour créer un environnement collaboratif adapté à la FAUST, adapté à la composition musicale et audio et musicothérapie analytique de groupe. Cette thérapie développé par le Centre national de création musicale est portée en France par le groupe de psychothéra- GRAME, a été initiée. pie psychodynamique par médiation de l’Institut de psychologie (Paris V), dirigé par la professeure Edith Lecourt, avec lequel nous collaborons étroite- Langages de données ment. L’objectif du projet est d’évaluer dans quelles Cet axe de recherche s’attache à capitaliser les compé- mesures les données extraites de l’interface hapti- tences en technologie avancée des langages de données, que 3D « Wiimote », proposée par Nintendo pour et en particulier des couches applicatives au-dessus de sa console de jeu Wii, peuvent être utilisées pour, XML, en vue de développer de nouveaux systèmes premièrement, concevoir un instrument numérique d’information facilitant la collaboration de nombreux novateur permettant d’améliorer le processus théra- partenaires, grâce à la normalisation des données. peutique, aux niveaux motivationnel et de l’analyse et, deuxièmement, fournir des aides algorithmiques La recherche, dans le domaine des langages pour aux thérapeutes lors du processus d’analyse. Une la description des données appliquée à la gestion de première expérience de validation avec des enfants documents numériques, utilise deux outils, Plinn et souffrant de déficit de l’attention a été réalisée, début GeLaBa, développés au CRI. Plinn est un ensemble 2008, dans un institut hospitalier parisien ; celle-ci d’outils dédié à la gestion de contenu sur le Web, dans s’est poursuivie à la rentrée 2008 pour évaluer, dans lequel on cherche à réduire les transferts réseaux pour la durée, la pertinence de l’approche proposée, tandis rendre les applications plus rapides, que cela soit pour qu’une réflexion sur l’analyse temporelle des données les pages standard affichées par les navigateurs Web a été menée. ou des images en très haute résolution. L’environnement de développement de schémas XML GeLaBa (Générateur de langage de balisage) permet de concevoir, de maintenir et de valider des schémas XML. Cet Faits marquants outil cherche à garantir la satisfiabilité et la pertinence des schémas créés, de façon à ce que le langage ainsi En collaboration avec des professeurs de marketing créé vérifie des contraintes structurelles et sémanti- de l’INSEAD, une étude technique préliminaire a été ques fortes. Ces contraintes forment un ensemble de lancée sur le thème d’un jeu d’entreprise illustrant la conditions suffisantes pour permettre la génération relation client. Toujours dans le domaine des relations automatique d’outils de manipulation des documents avec l’INSEAD, un élève du MBA a effectué son projet ainsi définis et garantissent une maintenance et une Entrepreneuriat en collaboration avec des chercheurs évolution plus aisées du langage. du CRI.

Concevoir une stratégie innovante de développement durable dans les coopératives agricoles

L’agriculture intensive engendre des impacts environnementaux peu soutenables sur le long terme qui suscitent des critiques croissantes de la part des consommateurs, voire des agriculteurs eux-mêmes. Anticipant par ailleurs un durcissement des régle- mentations et la réforme de la PAC, ces évolutions ont conduit un certain nombre de coopératives agricoles à engager une réflexion en profondeur pour inventer un nouveau modèle de dévelop- pement, écologiquement plus intensif. Dans ce contexte, Coop de France, union des coopératives françaises, a créé un groupe de projet réunissant six coopératives pionnières opérant dans différents domaines (collecte de céréales, élevage, transformation) afin de concevoir et d’expérimenter une Des agriculteurs du club NouriciAgrosol échangeant sur les techniques de stratégie de développement durable adaptée aux conservation des sols (coopérative Nouricia, Champagne Ardenne). spécificités du monde agricole et coopératif. Le CGS accompagne depuis un an cette démarche, à la fois sur un plan méthodologique et par des enquêtes de terrain.L’intérêt de ce terrain d’étude est double : il permet d’analyser les formes d’engagement d’organisations démocratiques (« un homme, une voix ») ancrées territorialement ; et ensuite d’évaluer le potentiel de démarches collectives fondées sur des expérimentations progressives et sur des échanges d’expériences organisés. La démarche engagée s’est déroulée en trois étapes : ■ élaboration d’un référentiel de notation s’appuyant sur des indicateurs de développement durable. Cet outil a été testé dans les coopératives avec l’aide d’une agence de notation ; ■ expérimentation de réunions de concertation avec les parties prenantes (associations, ONG, pouvoirs publics, etc.) ; ■ élaboration, pour les coopératives les plus avancées, d’un projet d’entreprise, concrétisé sous la forme d’un rapport de développe- ment durable. La démarche s’oriente aujourd’hui vers une réflexion plus prospective sur la transformation des métiers et des activités des coopératives en fonction de cette stratégie de développement durable. Il s’agit à la fois d’évaluer le potentiel de nouvelles innovations plus économes en intrants et en pesticides (ex. : les techniques sous couvert végétal) ou le potentiel de nouveaux débouchés (agro-matériaux, agro-carburants) et d’identifier les compétences à acquérir pour accompagner cette stratégie.

(Axe de recherche Stratégies de développement durable et gestion de l’environnement, CGS)

L’École a été l’une des premières à intégrer une développé une approche originale, qui déborde les fron- formation aux sciences économiques et sociales tières traditionnelles entre disciplines académiques, et a dans le cursus des ingénieurs, avec en particu- souvent joué un rôle de pionnier dans son domaine. Les lier le professeur Maurice Allais, ancien élève et échanges entre centres, déjà nombreux au niveau de l’en- professeur de l’École, prix Nobel d’économie. Les seignement, vont croissant au niveau de la recherche, avec recherches en ce domaine se sont ensuite dévelop- le caractère de plus en plus inter-disciplinaire des sciences pées à partir de la fin des années soixante, avec la économiques et sociales. création successive de quatre centres : ■ le Centre de gestion scientifique (CGS) ; ■ le Centre de sociologie de l’innovation (CSI) ; Les sciences de gestion ■ le Centre d’économie industrielle (CERNA) ; Partant de la problématique de l’optimisation des choix, ■ le Centre de recherche sur les risques et les crises (CRC). dans la tradition de la recherche opérationnelle, le CGS a été très vite amené à l’élargir à l’analyse des déterminants des comportements réels des acteurs dans les organisa- elon les principes de l’École, ces tions, mettant ainsi à jour des logiques locales implicites, recherches sont menées en étroite antinomiques avec une optimisation globale. collaboration avec les acteurs Sconcernés dans la société, en alternant L’analyse n’est pas pour autant sociologique, tant travail sur le terrain, au plus près des faits, et par sa grille de lecture que par sa méthodologie. L’accent

élaborations théoriques. Chacun des centres a est mis à la fois sur les dispositifs concrets de délégation, société management, économie, 128 économie, management, société : Rapport d’activité 2008 129

de coordination et d’évaluation, qui structurent les rela- que qui ont connu une large diffusion. Ils permettent tions entre acteurs, et sur les savoirs dont disposent ces de donner un cadre aux phénomènes de création et acteurs, dans une perspective d’interaction dynamique de diffusion des innovations dans les domaines les entre savoirs et relations. La méthodologie, elle, est plus variés, qu’il s’agisse de science, de technologie, fondée sur une interaction forte avec les acteurs concer- d’art ou de médias. nés, où le chercheur n’est pas un simple observateur mais propose aussi bien des outils d’aide à la décision Pour étudier des innovations sur le terrain, en que de nouvelles procédures de gestion ou des modéli- train de se faire, le CSI analyse les controverses entre sations, auxquelles les acteurs réagissent. Ces réactions acteurs, en gardant une symétrie entre arguments livrent alors de nouvelles clés de compréhension des techniques et sociaux, et les processus de mise en phénomènes en cause. réseaux, de médiation et de traduction qui précèdent l’émergence d’un marché. L’approche du CGS a permis, en particulier, d’analyser l’évolution récente des systèmes productifs, en Les travaux du CSI, qui ont permis en particulier liaison avec celle des métiers et des compétences, et d’éclairer les problèmes de la programmation et de le mouvement de modernisation des services publics. l’évaluation de la recherche, s’ouvrent à des thèmes Elle s’étend à présent à des domaines où les dispositifs liés à des débats publics importants, notamment du de gestion sont encore peu formalisés : conception de fait des problèmes de responsabilité et d’éthique produits, gestion de projet, recherche, formation, acti- qu’ils posent (biologie, santé, environnement, sécu- vités culturelles. rité, exclusion…).

L’économie industrielle Sur le plan théorique, les questions actuellement explorées portent sur les modes de coordination, aussi Axé à sa création sur l’économie des ressources naturel- bien économiques que sociologiques, sur la frontière les, le CERNA est rapidement devenu un centre d’éco- entre biens privés et biens collectifs, et sur l’analyse nomie industrielle et a élargi son champ de recherche des services et des usages. à de nombreux secteurs économiques. La démarche privilégie l’analyse des dynamiques d’évolution, à partir Les risques d’études de cas approfondies, choisies dans des activités et des pays confrontés à des mutations importantes. La société, les pouvoirs publics ainsi que les industriels demandent aujourd’hui une maîtrise accrue des situa- Les problématiques théoriques construites à partir tions de risque. Le Centre de recherche sur les risques de ces analyses ont permis de renouveler l’approche et les crises a été créé pour étudier cet objet complexe de questions de stratégie d’entreprise et de politique présentant de nombreuses facettes en fonction du publique telles que la prise en compte des préoccupa- point de vue sous lequel on l’observe. L’approche tions environnementales, les mutations industrielles proposée est résolument trans-disciplinaire et se des anciens pays socialistes, la restructuration des indus- concentre autour de trois axes principaux : tries de l’armement, la déréglementation des entreprises ■ l’évaluation des risques et l’information du public ; publiques, l’économie numérique. ■ les systèmes d’information pour la gestion des risques ; ■ la formalisation de l’expérience et l’apprentissage Le CERNA fait évoluer ses domaines de recherche où organisationnel. il se veut un défricheur, ouvrant de nouvelles perspectives, mais les problématiques générales des relations État - Industrie (rôles de l’État et des marchés, politiques réglementaires), et des tendances lourdes d’évolution Formations doctorales de l’organisation du tissu industriel (degré d’intégra- Économie & finance tion, sous-traitance et partenariats, réseaux), structurent Responsable : Matthieu Glachant, Paris. ses investigations. Sciences de gestion Responsable : Armand Hatchuel, Paris. La sociologie de l’innovation Socio-économie de l’Innovation Fondé sur le pari de la fécondité d’une approche pluri- Responsable : Antoine Hennion, Paris. disciplinaire intégrant à l’analyse de la société les objets Sciences et génie des activités à risques Responsable : Franck Guarnieri, Sophia Antipolis. scientifiques, techniques et culturels, le CSI a construit des outils théoriques et pratiques d’analyse socio-techni- 128 économie, management, société : Rapport d’activité 2008 129 Centre d’ économie industrielle Directeur : Matthieu GLACHANT (MINES ParisTech – CERNA) Téléphone 01 40 51 90 91 Télécopie 01 40 51 91 45 vation et Stratégie d’entreprise, ainsi que l’encadrement Courriel [email protected] de mémoires des ingénieurs des Corps techniques de l’État. Il dirige, avec le CEP, le Master professionnel web et publications Stratégies énergétiques de l’École, habilité en 2004. http: //www.mines-paristech.fr/Fr/CERNA En outre, les chercheurs du Cerna interviennent Enseignants chercheurs 9 à l’extérieur dans des formations de troisième cycle : le Master Économie du développement durable, de l’envi- Autres personnels 3 ronnement et de l’énergie (EDDEE) et le Master Gestion Doctorants MINES Paristech 10 du risque en finance et assurance de l’Université Paris Doctorants autres établissements 4 X-Nanterre, le mastère Ingénierie et gestion de l’environnement (IGE), le mastère Transport et développement durable (TRADD). Enfin nous assurons un cours sur Le Cerna est le centre d’économie industrielle et la politique européenne de la concurrence à la Boalt de finance de MINES ParisTech. Nos travaux portent School of Law à l’université de Berkeley. sur la dynamique des entreprises et des marchés, ainsi que sur les effets économiques et concurrentiels des interventions publiques (politique de la concurrence, réglementation, environnement, politique technologi- Recherche que, accords commerciaux) et la finance quantitative. Les raisonnements d’économie industrielle et d’éco- Économie numérique nomie de la réglementation tiennent aujourd’hui une place centrale dans la formulation des stratégies En 2008, l’équipe a déployé sa problématique de d’entreprises, leur communication financière, le choix l’économie industrielle des médias dans l’environ- des instruments des politiques publiques, ainsi que nement numérique. Elle a aussi progressé dans l’ana- dans les arbitrages juridiques (litiges commerciaux et lyse économique de la réglementation des industries réglementaires). Les recherches du Cerna s’organisent culturelles. autour de six grands domaines : l’économie numéri- que, la régulation, l’environnement et le changement Quatre axes structurent la recherche au cours de climatique, la globalisation, la finance quantitative et l’année 2008 : le management de l’innovation. Les projets corres- ■ Contango2 est un programme de recherche financé par l’ANR, pondants sont réalisés dans le cadre de partenariats centré sur la distribution numérique des contenus audiovisuels. variés (académiques, industriels), nationaux et inter- Il associe TF1, Canal Plus, Google, VirginMega, le Syndicat de nationaux. l’édition vidéo (SEVN) et celui des producteurs indépendants (SPI). Il s’est focalisé en 2008 sur l’économie de l’audiovisuel et de la réglementation des médias. Ces travaux ont donné lieu à des notes de travail en phase avec les évolutions réglementai- Formation res en discussion ; ■ dans le contexte de la mise en œuvre des accords de l’Élysée Le Cerna anime trois des options du cycle Ingé- sur la contention du piratage sur Internet et ses sous-jacents nieurs civils de l’École : Économie industrielle, Droit économiques concernant les coûts d’application de la et économie de l’entreprise et Finance quantitative. Nous propriété intellectuelle dans l’environnement numérique, participons également à la formation des ingénieurs l’équipe a participé à de nombreuses conférences en France civils en économie et finance, avec les cours de tronc et à l’étranger sur la riposte graduée ;Le projet Hermès, lancé commun (Macroéconomie, Initiation à l’économie, Calcul en 2008 dans le cadre européen des programmes Celtic, déve- économique) et d’enseignements spécialisés (Économie loppe une plate-forme mixte de communication et distribu- industrielle, Introduction à la finance de marché, Project tion de contenus numériques. Le Cerna a commencé à réaliser Finance, Processus stochastiques, La globalisation de l’écono- l'évaluation économique du projet : valeur des fonctions mie mondiale). En outre, le Cerna assure aussi les cycles d'accès continu, distant et d'une compatibilité élargie, analyse Biens publics et gouvernance mondiale, Recherche et inno- 130 économie, management, société : Rapport d’activité 2008 131

concurrentielle comparée des offres alternatives, étude des porté sur les problèmes de droit de la concurrence, facteurs d'adoption ; posés par les brevets inclus dans les standards de ■ un nouveau champ a été ouvert autour de l’économie de technologies, et les complémentarités entre logiciels l’édition et de la tarification du livre. La remise en question de libres et systèmes propriétaires. Outre des communi- la loi Lang sur le prix unique du livre fait émerger un question- cations et publications académiques (European Econo- nement plus large sur la tarification des biens culturels dans mic Review, Review of Industrial Economics, Revue Lamy l’environnement numérique. de la Concurrence), l’année 2008 a vu la rédaction d’un rapport sur l’implication des entreprises dans le déve- L’expérience de l’équipe en économie des médias loppement du logiciel libre, et l’exploitation par un conduit à la création, en janvier 2009, d’une chaire doctorant d’une base de données de 25 000 projets ParisTech d’Économie industrielle des médias, asso- de logiciel libre. ciant le Cerna et le Département informatique et réseaux de TELECOM ParisTech. Cette Chaire a obtenu La politique industrielle le soutien, sur 5 ans, de Vivendi. D’autres partenaires industriels devraient rejoindre ce sponsor. Les travaux sur ce thème portent sur la caractérisation du périmètre industriel et de ses principales évolu- tions structurelles depuis vingt ans (poids relatif, rôle Régulation économique, spécialisation, phénomènes de désin- La libéralisation des industries de réseau dustrialisation et de délocalisations). Ils cherchent également à développer une analyse comparée des Nos recherches sur ce thème concernent principale- différents instruments de politique industrielle (pôle ment le secteur du gaz et de l’électricité en Europe. de compétitivité, fonds d’investissement stratégique, Elles portent notamment sur la tarification d’accès, la plans sectoriels). structure des marchés et les politiques énergétiques. En 2008, François Lévêque a coordonné un projet Les politiques de l’environnement européen sur la sécurité d’approvisionnement dont les travaux ont été conclu par le Commissaire en et du changement climatique charge de l’énergie, Andris Piebalgs. François Lévêque Dans le domaine des politiques de lutte contre l’effet a publié, sur ce sujet, dans The Electricity Journal, un de serre, le Cerna est engagé dans un programme de article intitulé Some Guideposts on the Road to Formula- recherche sur le transfert de technologies économes ting a Coherent Policy. en gaz à effet de serre depuis les pays industrialisés vers les pays en développement. Ce programme est La politique de la concurrence notamment financé par L’ADEME et l’AFD.

Le droit de la concurrence s’intéresse à deux types de 2008 a été marquée par la publication dans la revue comportements des entreprises qui portent préjudice Energy Policy de deux articles présentant les résultats aux consommateurs : la collusion et l’exclusion. Il de travaux réalisés les années précédentes sur le rôle intervient également dans l’autorisation des décisions des Mécanismes de développement propre (MDP) de fusion-acquisition dont certaines soulèvent des dans la diffusion des technologies. effets anticoncurrentiels. Nos recherches portent sur les justifications des règles du droit de la concurrence Mais l’année a surtout été consacrée à une étude et son application en Europe. En 2008, les travaux ont utilisant des données de brevet pour quantifier et principalement porté sur l’application du droit de la analyser la distribution géographique de l’innovation concurrence dans les industries de haute technologie et de la diffusion des technologies climat. Les résultats et dans les industries de réseau. Plusieurs articles de ont été présentés à Poznan, en décembre 2008 (voir vulgarisation de ses travaux ont été publiés dans la la rubrique Faits marquants). Revue Lamy de la Concurrence. Enfin, le Cerna continue à travailler sur les politi- Le droit de la propriété intellectuelle ques de transport. Une thèse est en cours. Elle a pour objectif de mesurer les conséquences distributives de Les travaux sur la propriété intellectuelle entrent dans différents scénarios de taxation du transport, notam- le cadre de la Chaire industrielle de Droit et écono- ment routier. Elle a donné lieu cette année à deux mie des brevets, soutenue par Air liquide, Microsoft, publications dans Transportation Research et Économie Philips et SAP. Les recherches de la Chaire en 2008 ont et Prévision. 130 économie, management, société : Rapport d’activité 2008 MINES Parist ech – Cerna 131

Globalisation travaux théoriques ainsi que des études de cas. En Les thèmes de recherche de ce domaine sont actuel- 2008, l’équipe a recruté un doctorant et un stagiaire lement : le développement urbain durable, la mesure pour avancer les travaux du consortium. Deux articles et les dynamiques du capital naturel et la construction présentant ces travaux feront l’objet de communica- des indicateurs de développement durable. tion au congrès international de Project Evaluation qui aura lieu à Melbourne, en avril 2009. Dans le domaine du développement urbain durable, après les travaux d’Augustin Maria sur la four- De plus, l’équipe a poursuivi sa recherche sur l’ap- niture des services urbains essentiels, et de Benoît plication aux ressources naturelles de l’évaluation par Lefèvre sur l’articulation des politiques de transport la méthode d’options réelles avec Schlumberger-Doll et d’usage des sols, Paula Restrepo a engagé un travail (États-Unis). de recherche sur l’évaluation économique des politiques de résorption de l’habitat dit « illégal » avec Des travaux sur l’évaluation des centrales électri- les enquêtes de terrain prévues à Mumbaï (Inde) et ques ont fait l’objet d’une conférence invitée à ZEW, en Colombie. Mannheim, en novembre 2008.

Dans le domaine de la mesure du capital natu- Commodités rel, le travail de Timothée Ollivier s’est prolongé, aussi bien dans le domaine théorique (articles en La thèse sur les modèles de commodités avec la société cours sur la formalisation du capital sol, et avancées Pricing Partners se poursuit. Une partie des travaux méthodologiques dans la mesure des indicateurs de vient d’être soumise à publication. richesses et d’épargne véritable), que dans celui des études empiriques (production d’évaluations de la Les copules dynamiques richesse totale et du capital naturel à Madagascar et au Mozambique). Nous poursuivons les travaux sur les copules dynamiques en collaboration avec Daniel Totouom (de En 2008, avec diverses collaborations extérieures, BNP Paribas, NY). Ces travaux sont particulièrement Pierre Louis Lions (Collège de France), Jean-Michel d’actualité en cette période où le marché a consi- Lasry (Chaire Finance et développement durable dérablement sous-estimé les risques associés aux de Dauphine ), Alfred Gallichon (Polytechnique), dérivés de crédit. Alors que dans les approches clas- Aline Sutter et Timothée Denis (EDF RD), Pierre-Noël siques, la probabilité de risques de type systémi- Giraud s’est engagé dans des recherches, portant sur ques est quasiment nulle, ces méthodes permettent la modélisation des prix des ressources naturelles, qui de l’approcher et ceci dans le cadre d’un modèle devraient donner lieu à des publications en 2009. dynamique dont les paramètres sont déduits des spreads de CDS. Il n’est donc pas surprenant que depuis sa soutenance en novembre 2007, la thèse de Finance quantitative Daniel Totouom, mise en ligne sur le serveur Pastel, Évaluation de projets assujettis à l’incertitude figure parmi « le Top 20 » des téléchargements des thèses ParisTech. Les projets dans les domaines de la mine et du pétrole sont soumis à de fortes incertitudes techniques et Arbitrage statistique économiques. Il en est de même dans le domaine de l’énergie, par exemple pour l’investissement dans La thèse sur les méthodes probabilistes pour l’ar- des centrales électriques. La plupart des méthodes bitrage statistique a été soutenue, avec succès, en utilisées jusqu’à présent pour évaluer ces projets se décembre 2008. focalisent sur les aspects techniques et parfois sur les aspects financiers. L’équipe finance quantitative développe des approches pour inclure les deux types Management de l’innovation d’incertitudes ainsi que la flexibilité qui résulte de Politiques publiques de recherche la détention d’actifs physiques et de l’utilisation des et d’innovation marchés financiers. L’observatoire des pôles de compétitivité, animé par Dans le domaine de la mine, un consortium de une équipe mixte associant le Cerna et le CGS (avec sociétés internationales composé d’Areva (France), le concours de l’IMRI de Paris-Dauphine) et financé BHP Billiton (Australie) et Codelo (Chili) finance des par l’Association des régions de France, permet des 132 économie, management, société : Rapport d’activité 2008

échanges fructueux entre équipes de recherches, Enfin, nous conduit avec FutuRIS une étude sur observateurs et participants des différents pôles. Un l’évolution des processus d’innovation des entreprises, séminaire mensuel, une lettre trimestrielle, un site à partir d’entretiens menées dans trente entreprises. web facilitent le développement d’une communauté de pratique.

Le financement du projet Epictete par l’ANR Faits marquants permet d’analyser l’émergence des structures de gouvernance des pôles de compétitivité et le pilotage La Chaire ParisTech d’Économie industrielle des médias de cette politique publique. Nous avons notamment est lancée, début 2009, avec Vivendi comme premier travaillé sur l’articulation des pôles et d’autres instru- sponsor. Elle est codirigée par le Cerna et Le Départe- ments de politique publique mis en œuvre par l’État ment informatique et réseaux de TELECOM ParisTech. ou par les collectivités territoriales, sur les mécanismes d’apprentissage utilisés par les acteurs, ainsi que sur la La thèse de Daniel Totouom soutenue en novem- caractérisation et la typologie des pôles, afin d’iden- bre 2007 figure parmi « le Top 20 » thèses de tifier des familles ayant une certaine homogénéité, ParisTech. Elle était même cinquième ex æquo, fin au sein desquelles le benchmarking et les échanges de décembre 2008. pratiques sont pertinents. Le livre de James March et Thierry Weil sur le Management de l’innovation dans les leadership dans les organisations a été publié en coréen (après avoir été traduit en anglais et en italien). entreprises Une traduction en espagnol est en cours. Le séminaire mensuel Ressources technologiques et innovation, animé en partenariat avec l’École de Paris Thierry Weil a été élu président du Conseil d’ad- du management, a permis pour la douzième année ministration de l’Observatoire des sciences et des consécutive, de riches débats entre praticiens de l’in- techniques. novation, autour de cas concrets. En 2008, ces travaux ont notamment porté sur l’innovation dans un Le Cerna a lancé une plateforme de recherche élec- marché global, les nouveaux champs d’innovation et tronique sur les standards technologiques, en collabo- la valorisation de l’innovation. Nous nous sommes ration avec la Harvard School of Law et l’Université appuyés sur les expériences de la filiale d’Ubisoft Hitoshubashi de Tokyo. de Montréal, d’Essilor en Inde, de Renault (Logan écologique), d’Alcatel TV Mobile, de Citroën, du Pierre-Noël Giraud a été honoré par le prix Nobel fonds financier CFM, de la start-up Partnerchip, de de la Paix au titre de sa participation aux travaux l’incubateur Pasteur BioTop. Nous avons confronté du GIEC. les expériences de neuf responsables de valorisation d’organismes de recherche et avons discuté les La première étude démontrant que le Protocole de travaux de Francois Lévêque sur l’articulation des Kyoto a déjà induit de l’innovation environnementale droits de la concurrence et de la propriété indus- chez les pays signataires a été présentée lors de la trielle aux États-Unis et en Europe. Conférence Climat de Poznan, en décembre 2008. 132 économie, management, société : Rapport d’activité 2008 133 Centre de gestion scientifique (MINES ParisTech – CGS) Directeur : Franck AGGERI Directeur adjoint : Armand Hatchuel connaissances scientifiques dans le domaine des scien- Téléphone 01 40 51 90 95 ces de gestion. Télécopie 01 40 51 90 65 Courriel [email protected] Troisième caractéristique : les travaux du CGS cherchent à articuler de façon cohérente les trois dimen- Web et publications sions de l’activité : enseignements (E), recherches http://www.mines-paristech.fr/Fr/CGS académiques (R) et recherches en partenariat (I). Ce modèle ERI se concrétise par le développement simultané d’offres de formation, de publications et Enseignants chercheurs 14 de recherches collaboratives avec les entreprises et Autres personnels 5 les organisations sur de nouveaux thèmes : théorie Doctorants MINES Paristech 20 de la conception et gestion de l’innovation, gestion Doctorants autres établissements 1 et dynamique des métiers, systèmes logistique, stra- tégies de développement durable dans les entreprises, gestion hospitalière, management public…

Fondé en 1967, le Centre de gestion scientifique CGS( ) Formation est un laboratoire pionnier dans le domaine des sciences de gestion. Trois points caractérisent l’approche ingénie- Les enseignants chercheurs du CGS participent à de rique développée au sein du CGS. nombreuses activités de formation. Dans le cycle ingénieur civil de MINES ParisTech, ils dirigent trois En premier lieu, une double culture de la modéli- options (Ingénierie de la Conception, Systèmes de produc- sation et de l’organisation. Tournés à l’origine vers la tion et logistique, Gestion scientifique) qui rassemblent production d’outils issus de la recherche opérationnelle, un quart des effectifs d’une promotion. Ils assurent ses travaux se sont ensuite orientés, dans les années 80, quatre cours de tronc commun (Statistiques, Calcul vers la conception et l’étude des outils de gestion (comp- économique, Comptabilité générale et Comptabilité analy- tabilité analytique, tableaux de bord, contrats, modèles tique), l’animation d’un module d’initiation aux d’aide à la décision, etc.) dans les organisations. Cette métiers de l’ingénieur généraliste (MIG) et sept cours approche a notamment été mise en œuvre pour analyser d’enseignement spécialisé (Recherche opérationnelle, et accompagner la transformation de différentes orga- Évaluation des coûts, Finance d’entreprise, Conception et nisations : système hospitalier, systèmes de production dynamique des organisations, Conception de produits et entreprises industrielles et organisations publiques. Les innovation, Chaîne logistique globale, Systèmes de produc- travaux conduits sur le rôle de l’instrumentation dans la tion et logistique). Ils interviennent, par ailleurs, dans dynamique des organisations font aujourd’hui référence la formation des ingénieurs au corps des Mines, dans en France. Les travaux du CGS ont évolué ces dernières le mastère Ingénierie et gestion de l’environnement, le années vers de nouvelles formes de modélisation. La master ParisTech fondation Renault, Transport et déve- théorie de la conception (C-K), développée au sein du loppement durable, et le master Management industriel CGS, propose ainsi un formalisme du raisonnement de et systèmes logistiques. conception dont les applications potentielles concernent les activités de conception entendues au sens large : inno- Le CGS intervient également dans quatre masters vation de produit et de procédés, recherche innovante, recherche pour lesquels l’École est co-accréditée : conception de nouveaux modèles économique, etc. Gestion et dynamique des organisations, avec l’ESCP- EAP, l’École polytechnique et l’université Paris X L’approche du CGS se distingue, en second lieu, par Nanterre ; Management des organisations et politiques une tradition de recherche collaborative de longue durée publiques, avec l’ENA, Polytechnique, l’ESCP-EAP et Paris avec les organisations dont les chercheurs étudient et X Nanterre ; Projets innovation conception, avec l’univer- accompagnent les mutations : la recherche-intervention. sité de Marne-la-Vallée et Polytechnique ; Économie Cette forme de recherche collaborative, théorisée par du développement durable, de l’énergie et de l’environne- toute une série d’articles, est aujourd’hui établie au plan ment, avec Polytechnique, AgroParisTech et Paris X international comme l’un des modes de production de Nanterre. Il est également impliqué dans le master 134 économie, management, société : Rapport d’activité 2008 135

recherche Design et conduite de l’innovation, de Strate systèmes, RATP et Vallourec, devrait concrétiser l’essor de Collège et dans le master Modélisation, optimisation, cet ambitieux programme de recherche. décision et organisation de Paris X Nanterre. Il intervient aussi dans d’autres formations à l’École des Métiers, identités et parcours Ponts ParisTech, AgroParisTech et Sciences Po. L’un de ses chercheurs, Jean-Claude Sardas, co-dirige professionnels l’école doctorale Économie, organisation, société (EOS), Cet axe de recherche étudie la transformation simultanée avec l’université Paris X Nanterre. des parcours professionnels, des identités professionnelles et des métiers dans des organisations soumises à des évolu- tions rapides de leurs activités (internationalisation, recom- position des métiers). Le travail engagé avec Renault pour Recherche accompagner la transformation des métiers de l’ingénierie dans le cadre de sa stratégie d’internationalisation constitue Les principaux axes de recherche (ERI) du CGS sont un terrain d’étude particulièrement original et riche d’en- au nombre de six : seignements (voir encadré). La gestion des compétences ■ Théorie et méthodes de la conception innovante ; ■ Métiers, identités et parcours professionnels ; ■ Stratégies de développement durable et gestion de l’envi- L’internationalisation des activités de ronnement ; R&D et les enjeux de santé au travail ■ Gestion hospitalière et systèmes de santé ; ■ Management industriel et logistique ; L’internationalisation des activités de R&D prend de l’ampleur ■ Nouvelles formes d’action publique. depuis une vingtaine d’année et sa nature évolue. 2008 a été À ces axes de recherche, s’ajoutent des travaux, l’occasion pour le CGS de poursuivre une recherche-interven- de nature plus transversale, portant sur l’épistémo- tion, en collaboration avec Renault, sur la création d’un centre logie des sciences de gestion, la gouvernance des de développement en Roumanie et l’intégration d’une entité entreprises, les rapports entre droit et management d’adaptation en Corée. Cette répartition mondiale des activités et la stratégie d’entreprise. de R&D, combinée à la multiplication du nombre de projets véhicule, s’est accompagnée d’un niveau élevé de troubles psychosociaux (tant en France qu’en Roumanie). Plus récem- Théories et méthodes de la conception ment, la chute brutale de l’activité soulève de nouvelles ques- innovante tions portant sur l’adaptation rapide des organisations de R&D à Ce programme de recherche sur la conception, des fluctuations d’activité. entamé il y a une dizaine d’années, connaît un Ces travaux s’inscrivent dans un programme de recherche initié développement important, à la fois sur le plan théo- en 2000 sur les dynamiques des métiers et les dynamiques rique (modélisation et méthodes de la conception identitaires des acteurs. Au moyen de grilles d’analyse déve- innovante), partenarial (collaborations de recher- loppées dans le cadre de ce programme, le CGS a élaboré un che avec des entreprises aussi variées que Vallourec, diagnostic des difficultés rencontrées (turnover important) dans les premières expériences de création d’entité d’ingénierie à Renault, STMicroelectronics, Thalès, Areva, Dassault l’international et sur les enjeux de santé au travail liés à cette systèmes, RATP, etc.) et de l’offre de formation. En 2008, ce programme de recherche s’est développé internationalisation. Plus précisément, ces travaux ont fourni les éléments pour modéliser les conditions organisationnel- autour du projet ANR RITE (Régimes de l’innovation et transformation des entreprises), coordonné par des les (co-localisation des experts et des nouvelles recrues, taux d’encadrement, progression simultanée des métiers…) d’un chercheurs du CGS, et réunissant des économistes, des historiens et des sociologues. Deux séminai- tel processus de création d’une nouvelle entité d’ingénierie et res internationaux ont été organisés en 2008 (voir simuler ce processus pour en étudier la temporalité et la sensi- faits marquants). Un séminaire de recherche sur le bilité à divers facteurs (turnover, type d’activité déléguée, temps management de l’innovation est organisé en parte- d’apprentissage). La comparaison entre les stratégies d’interna- nariat avec la chaire Projet innovation conception tionalisation des constructeurs asiatiques et européens a mis en de l’École polytechnique, l’université de Grenoble évidence l’impact de l’organisation de l’ingénierie centrale sur II et l’université de Marne-la-Vallée. Il permet à des la conduite du processus d’internationalisation. Enfin, s’agissant chercheurs français et étrangers de venir exposer des enjeux psychosociaux, les travaux proposent une approche six fois par an les derniers développements inter- qui intègre la prise en compte des risques psychosociaux dans nationaux en la matière. L’inauguration en janvier la conception des nouvelles organisations, en dépassant les approches traditionnelles du stress qui évaluent ce phénomène 2009, pour une durée de 5 ans, de la chaire MINES uniquement par rapport à des variables individuelles (autono- ParisTech TMCI (Théorie et méthodes de la conception innovante), soutenue par Thales, Renault, Dassault mie, reconnaissance...). 134 économie, management, société : Rapport d’activité 2008 MINES Parist ech – CGS 135

et les règles de gouvernance dans les entreprises de services professionnels constitue un deuxième thème Les effets organisationnels d’approfondissement, engagé notamment avec le cabinet Syndex qui effectue des expertises pour le compte d’un nouveau mode de comités d’entreprises. Un partenariat international de financement des hôpitaux a été développé sur ce thème avec la Stockholm School of Economics à l’occasion d’un post-doc qui a démarré en En 2004 une innovation considérable s’est produite Suède en octobre 2008. en France concernant les établissements de santé publics : on passait d’un financement classique par Stratégies de développement durable et dotation budgétaire annuelle à une tarification de l’ac- gestion de l’environnement tivité médicale. Ce nouveau mode de financement se fondait sur un système d’information imposant (le PMSI, Programme de médicalisation du système d’informa- Cet axe de recherche accompagne les expériences tion), catégorisant les séjours hospitaliers en environ d’entreprises pionnières et analyse les conditions 700 catégories, censées être homogènes, à la fois en dans lesquelles le développement durable peut termes médicaux et en termes économiques. Les hôpi- devenir un levier stratégique pour les entreprises. Le taux sont à présent rémunérés sur la base de tarifs par programme de recherche s’appuie sur des recherches séjour, associés à ces catégories. Le sens de cette muta- collaboratives dans différents secteurs économiques tion repose sur l’introduction de la compétition entre où des entreprises explorent de nouveaux modè- établissements et a comme source d’inspiration les les économiques et de nouvelles technologies. Dans théories micro-économiques fondées sur les notions de l’industrie automobile, des travaux menés en colla- pseudo-marchés et de concurrence par comparaison. Il boration avec l’université de Chalmers ont permis est attendu de la réforme une stimulation à l’efficience, d’analyser les modèles de l’éco-innovation dévelop- notion peu présente jusqu’ici dans des « bureaucraties pés par des entreprises comme Toyota, Volvo ou professionnelles » telles que les hôpitaux. Better Place, en cherchant à caractériser les nouveaux Le CGS accompagne le développement du PMSI depuis mécanismes d’apprentissage mobilisés par ces entre- sa création. Il analyse à présent, avec le soutien de la prises pour structurer de nouveaux champs d’innova- DREES (Direction des recherches, de l’évaluation, des tion. Le CGS accompagne une démarche collaborative études, des statistiques) du Ministère de la santé et la avec les coopératives agricoles cherchant à construire MeaH (Mission d’expertise et d’audit hospitalier), les une stratégie innovante de développement durable. effets concrets de la réforme, notamment sur le plan Il est également impliqué dans le projet ANR, PRO- organisationnel. Les recherches consistent à étudier, DD, associant économistes, sociologues et gestion- dans une quinzaine d’établissements, dans quelle naires, sur les transformations de la R&D agricole mesure évoluent les constituants de base de l’organi- autour d’objectifs de durabilité. Il parrticipe au projet sation, qu’il s’agisse de l’instrumentation gestionnaire, Cannaflax, soutenu par l’Ademe, qui explore le poten- des dispositifs stratégiques, des modes de coordina- tiel technique, économique et environnemental des tion entre acteurs, de la planification du travail, de la fibres végétales dans des applications innovantes politique de recrutement, etc. Les premiers résultats (matériaux de construction, pièces automobiles, font apparaître des évolutions notables sur l’outillage pièces de haute technologie, etc.). Dans le domaine (notamment la comptabilité analytique) ou, dans un de la gestion de l’eau, le CGS est partenaire d’une tout autre ordre d’idées, sur les phénomènes de coopé- chaire ParisTech avec Suez, qui sera inaugurée en ration entre établissements. En revanche, ces derniers avril 2009. Ce programme a donné lieu à différentes rencontrent des difficultés à transformer les processus publications dans des revues à comité de lecture et de production eux-mêmes. dans des ouvrages collectifs. Une offre d’enseignement originale portant sur la gestion du développe- ment durable, le management de l’éco-conception ou la gestion de l’environnement s’est développée dans le cadre de cours de masters des cycles ingénieur de la communiquer. Dans cette perspective, il poursuit MINES ParisTech et d’Agro ParisTech. son accompagnement d’un nouveau mode de financement des hôpitaux, la tarification à l’activité (voir Gestion hospitalière et systèmes encadré). Le CGS évalue par ailleurs une expérimen- tation menée par la ville de Paris et l’AP-HP dans de santé le secteur de la gériatrie, en analysant l’utilisation Le CGS qui accompagne depuis sa création la Mission faite de dispositifs d’évaluation de l’autonomie des nationale d’expertise et d’audit (MeaH) du Ministère personnes âgées dépendantes mis en place par les de la santé, l’aide à mettre en forme son expérience et à ministères concernés. 136 économie, management, société : Rapport d’activité 2008 137

Management industriel et logistique L’équipe conception du CGS a organisé un deuxième séminaire international, en octobre 2008, à MINES Dans l’approche développée par le CGS, les outils de ParisTech, intitulé Collaborative design and innovation modélisation et de simulation tiennent une place capabilities, en partenariat avec l’université de Chal- centrale. Ces outils sont mobilisés pour évaluer les mers. Des chercheurs du MIT, de l’Imperial College, impacts de décision de gestion sur les chaînes logis- d’Oxford, de Chalmers et d’autres institutions ont tiques, et notamment leurs impacts sur les émissions ainsi présenté les développements empiriques et théo- de CO2, dans le cadre d’une recherche partenariale riques récents en matière de gestion collaborative avec le club Demeter. de l’innovation (plates-formes, « open innovation », partenariats d’exploration, etc.). Nouvelles formes d’action publique Avec le soutien de l’école doctorale EOS de Cet axe de recherche s’oriente en particulier vers les Nanterre, un colloque international a été organisé nouvelles formes d’action publique et les partenariats par F.Aggeri (CGS), A.Hatchuel (CGS) et O.Favereau dans le cadre des clusters et des pôles de compétiti- (Nanterre), du 5 au 12 juin 2008, au château de Cerisy vité. Les chercheurs du CGS participent à l’animation (Les activités marchandes sans le marché ?). Il a réuni une de l’Observatoire des pôles de compétitivité, en partena- diversité de chercheurs en sciences sociales (écono- riat avec le Cerna et l’IMRI de l’université Paris IX mistes, historiens, juristes, gestionnaires, sociologues) Dauphine. Ces laboratoires sont également associés au autour de réflexions sur les activités marchandes et projet ANR EPICTETE (Entreprises, pôles de compétitivité et leurs crises contemporaines. territoires) qui analyse de façon comparative les dynamiques industrielles et territoriales ainsi que les effets Parmi les publications du Centre, signalons la des outils de gestion et des dispositifs de gouvernance sortie en décembre 2008 d’un ouvrage collectif (Les mis en place au niveau de ces pôles. nouveaux régimes de la conception, Vuibert) coordonné par Armand Hatchuel et Benoît Weil. Cet ouvrage, issu d’un colloque de Cerisy organisé par le CGS en 2004, rassemble des contributions d’historiens, d’architec- Faits marquants tes, d’ergonomes, de sociologues et de gestionnaires autour des transformations historiques des activités Dans le cadre du groupe thématique de la Design de conception ainsi que des théories permettant d’en Society, dont Armand Hatchuel a la responsabilité, rendre compte. signalons la tenue, en janvier 2008, d’un premier séminaire international à MINES ParisTech. Ce sémi- Indiquons, enfin, le prix de la thèse transversale de naire a réuni des participants de différents pays (États- la FNEGE (Fondation nationale pour l’enseignement Unis (Stanford), Israël, Pays-Bas, etc.) pour discuter de la gestion des entreprises) obtenu en 2008 par les dernières avancées en matière de théorie de la Aurélien Acquier pour sa thèse (Les modèles de pilotage conception. du développement durable : du contrôle externe à la conception innovante), soutenue à l’École, en septembre 2007 sous la direction de Franck Aggeri. 136 économie, management, société : Rapport d’activité 2008 137 Centre de recherche sur les risques

Directeur : Franck GUARNIER I et les crises (MINES ParisTech – CRC) Téléphone 04 93 95 75 43 Télécopie 04 93 95 75 81 Courriel [email protected] place importante, puisqu’il permet aux organisations de progresser à partir de l’expérience acquise. Cela est particu- Web et publications lièrement intéressant, notamment lors de la survenance de http://www.crc.mines-paristech.fr/fr/ situations exceptionnelles qui sortent du cadre de la planification et qui nécessitent de s’adapter aux changements. Enseignants chercheurs 8 Les travaux de recherche s’appuient sur le Groupement Autres personnels 10 d’intérêt scientifiqueREXAO (http://www.rexao.org). Doctorants MINES Paristech 27 Doctorants autres établissements 1 François-Régis Chevreau a soutenu sa thèse portant Autres étudiants 15 sur les processus contribuant au développement d’une (y compris les Formations spécialisées) culture de sécurité industrielle – notamment la formation des acteurs et le retour d’expérience sur incidents et sur Le Centre de recherche sur les risques et les crises (CRC) bonnes pratiques (partenariat avec Sanofi Aventis). Dans a pour mission de contribuer à la formalisation et à l’uni- le domaine de la sécurité des tunnels routiers, l’analyse fication des savoirs à destination des organisations (et des facteurs de basculement en crise de l’organisation s’est plus particulièrement des entreprises) souhaitant réduire poursuivie, avec comme objectif de définir des propositions leurs vulnérabilités et accroître leurs capacités de rési- pour la mise en place d’un processus de retour d’expérience lience face à des événements spécialement perturbateurs et et d’apprentissage (thèse d’Audrey Auboyer), en partenariat dommageables (accident technologique majeur, accident avec le Centre d’étude des tunnels et la société française du du travail, maladie professionnelle, aléas naturel et envi- tunnel routier du Fréjus. Enfin, les recherches sur la gestion ronnemental, risques de projet, risques opérationnels…). des signaux faibles et des précurseurs d’accidents se sont Le CRC profite de l’expertise scientifique multidisciplinaire poursuivies, notamment par l’observation et l’analyse de de ses chercheurs (sciences pour l’ingénieur, ergonomie, l’activité d’agents de maîtrise sur des sites pharmaceuti- gestion, géographie, droit, psychologie, informatique…) ques (thèse d’Ambre Brizon, en partenariat avec l’Institut pour conduire ses travaux de recherche dans le cadre de pour une culture de sécurité et Sanofi-Aventis). Dans le partenariats étroits et durables avec des industriels, les domaine de la protection des végétaux contre les nuisibles, pouvoirs publics et l’Union européenne. une analyse des réseaux d’acteurs et des modes d’organisation d’une filière soumise à ce type de risque a été menée, dans le cadre d’un projet ANR Agriculture durable ; cette étude contribue à la recherche en cours sur les modalités de mise Formation en place d’une organisation vigilante pour la lutte contre les nuisibles pour l’agriculture (thèse d’A. Paré-Chamontin, en Les enseignants chercheurs du CRC interviennent au sein partenariat avec le Ministère de l’agriculture). Une nouvelle du cycle Ingénieurs civils des mines de Paris : cours Intro- recherche a été initiée sur le thème du retour d’expérience duction aux Cindyniques pendant la semaine ATHENS, MIG sur les exercices de crise (en partenariat avec le Ministère (Module d’initiation aux métiers de l’ingénieur généra- de l’écologie et du développement durable). liste) Sécurité industrielle, option DIPA, en collaboration avec le Centre énergétique et procédés. Ils interviennent aussi auprès des élèves du corps des Mines. Ils animent la forma- Ingénierie de la résilience tion doctorale Sciences et génie des activités à risques ; coor- L’équipe animée par Erik Hollnagel (titulaire de la chaire donnent, avec l’École de chimie de Paris, le Master Maîtrise Sécurité industrielle) a poursuivi son implication dans le des risques industriels ; participent au Mastère spécialisé de domaine du facteur humain de la sécurité industrielle et l’ISIGE QHSE-DD et co-dirigent, avec l’ESCP-EAP et l’ICSI, l’Exe- dans la promotion des concepts et méthodes de l’ingénierie cutive Mastère Spécialisé Facteurs humains et organisationnels de la résilience, au travers d’actions de recherche, de forma- en sécurité industrielle. tion, de publications et de contrats.

Quatre doctorants mènent leurs recherches dans les domaines précités. La thèse d’Eduardo Runte s’intéresse Recherche au travail réel dans les processus complexes. L’objectif est de démontrer l’utilité des adaptations de procédures, de modé- Retour d’expérience et apprentissage liser les conditions dans lesquelles elles se produisent, afin de développer un outil d’audit centré sur la prédiction de L’équipe, animée par Jean-Luc Wybo, traite principalement performance du système socio-technique. Celle de François du concept de retour d’expérience. Ce concept tient une Pieri, sur le management de la sécurité industrielle, vise à 138 économie, management, société : Rapport d’activité 2008 139

identifier les facteurs améliorant l’efficacité des interven- vants. Gabriele Rasse (avec le soutien de la Région PACA) a tions déclenchées par un système de management de la publié un ouvrage au sein de la collection Sciences du risque sécurité. L’objectif est de développer une méthode permet- et du danger (SRD, Lavoisier) sur les Plans de prévention des tant de fiabiliser le processus de décision en matière de risques naturels et technologiques. Julien Iris (en collaboration sécurité industrielle. La thèse de Luigi Macchi, sur le risque avec la Mission risques naturels (MRN) des sociétés et dans la navigation aérienne, consiste à faire évoluer une mutuelles d’assurance (FFSA et GEMA)) finalise une plate- méthode d’évaluation (FRAM) et à collaborer à son déploie- forme logicielle sur le thème géodécision et risques naturels. ment au sein de DFS (Deutsche Flugsicherung), le service alle- Cette thèse est conduite en binôme avec celle de Jérôme mand de contrôle de la navigation aérienne. Vient enfin la Chemitte (en collaboration avec la MRN) qui a soutenu thèse de Damien Fabre, sur le rôle de l’analyse d’accident. en décembre 2008. Elle a pour objectif d’analyser les défaillances possibles au sein des diverses étapes d’une analyse d’accident et L’année 2008 a vu un important développement du de produire une méthode de support à l’enquête, afin de partenariat conclu en 2007 avec le département de R&D fiabiliser l’ensemble du processus d’analyse. de DCNS, leader européen de la construction de navires de guerre et du développement de systèmes navals de Par ailleurs, le développement de la méthode d’analyse combat. Citons à cet égard les projets ANR (SCANMARIS de la fiabilité des organisations,FRAM (Functional Resonance et TAMARIS). Enfin, l’activité se poursuit dans le cadre des Analysis Method) se poursuit avec un outil de modélisation projets européens NEUROPRION, DIPLECS, EU-CONGNITON, (FRAM visualiser) et des workshops annuels à Sophia Antipo- HEALTH TV et FIREPARADOX. lis. Enfin, la méthodeCREAM (Cognitive Reliability and Error Assessment Method) continue d’être utilisée et améliorée au travers de contrats avec l’industrie. Faits marquants Méthodes et outils de la performance Le CRC a signé un accord de collaboration avec le MIT L’équipe, animée par Franck Guarnieri, s’intéresse à renfor- (Boston, USA) et, plus précisément, avec le CSRL (Complex cer l’usage d’outils théoriques de description et d’explica- Systems Research Lab), laboratoire dirigé par le professeur tion permettant de qualifier les multiples champs de la Nancy Leveson. vulnérabilité auxquels sont exposées les organisations (et, en particulier, les entreprises). Elle travaille, par ailleurs, à La formation doctorale Sciences et génie des activités à poser les fondements exploratoires d’instruments d’aide à risques a diplômé, cette année, Rémi Collomp, François la décision, permettant aux dirigeants d’anticiper des effets Régis Chevreau, Christophe Martin et Jérome Chemitte. indésirables sur la performance de leurs organisations. La société PREVENTEO, spécialisée dans le domaine de la Christophe Martin a soutenu sa thèse (décembre 2008) maîtrise des risques HSE (hygiène, sécurité et environne- sur l’étude de la vulnérabilité des PME-PMI face aux risques ment), liée au CRC par contrat de collaboration, poursuit professionnels et une collaboration avec des laboratoires sa croissance. Signalons, parmi ses clients, Eurocopter, australiens et néo-zélandais a été initiée. Karim Hardy Schneider, Servair, Electrolux, Thales, AirFrance, Apave, poursuit ses travaux (en collaboration avec la société Galderma, Merck, Gaz de Strasbourg, Caterpilar, etc. Solvay et le MIT) sur la conception sûre de procédés inno- (Contact : Franck Guarnieri)

Georges Yves Kerven, le pionnier des Cindyniques, pour toujours à nos côtés

À l’âge de 73 ans, Georges Yves Kervern nous a quittés, en décembre 2008. Polytechnicien, ingénieur des mines et diplômé de l’IEP Paris, Georges Yves Kerven est unaniment considéré comme le fondateur des Cindyniques. Il fut, dans les années 1990, l’un des premiers à « militer » pour une approche globale (systémique) des risques, en plaçant au cœur de sa réflexion le concept de danger(*) caractérisant la menace avérée. Sans relâche et avec passion pendant 20 ans, il a su lier différents courants de pensée et a tenté de les organiser dans un effort soutenu de théorisation. Il nous laisse deux ouvrages de référence : L’archipel du danger et Éléments fondamentaux des cindyniques (Ed. Economica). Le CRC lui doit beaucoup, et tout particulièrement, son soutien sans faille à sa création. L’ensemble des personnels du CRC, très affecté par sa disparition, lui témoigne un profond respect et une immense affection.

(*) danger, du grec « kindunos », est la racine du mot « cindyniques » 138 économie, management, société : Rapport d’activité 2008 139 Centre de sociologie de l’innovation (MINES ParisTech – CSI) Directrice : Madeleine AK RICH

Téléphone 01 40 51 91 91 Télécopie 01 43 54 56 28 Courriel [email protected] créée, approfondit ces acquis avec une nette dimen- Web et publications sion managériale en préparant les ingénieurs à http://www.mines-paristech.fr/Fr/CSI la création d’entreprises ou au développement Enseignants chercheurs 10 d’activités innovantes au sein de grands groupes. Le CSI participe à la formation Science et entreprise Autres personnels 7 de l’école doctorale du GEM. Les équipes du CSI Doctorants MINES Paristech 11 encadrent également les étudiants du Mastère spécialisé en Ingénierie et gestion de l’environnement de l’ISIGE dans la réalisation d’un travail d’enquête sur les controverses environnementales. Enfin, le CSI anime un séminaire de doctorat et encadre un Le Centre de sociologie de l’innovation (CSI), fondé en certain nombre de thèses doctorales (en moyenne, 1967, se consacre à l’analyse de l’innovation scientifique, trois thèses soutenues par an). technique et culturelle, en s’appuyant sur la sociologie des sciences, du droit et de la culture. Il s’est d’abord Les enseignants chercheurs du CSI ont assuré intéressé à la dynamique de la recherche dans l’entre- des cours de troisième cycle et autres collabora- prise, à l’anthropologie des laboratoires, à l’analyse socio- tions pédagogiques dans diverses institutions en technique de l’innovation et à la scientométrie. Les France et à l’international (universités, écoles d’in- diverses thématiques se sont structurées dans les années génieurs, écoles de commerce et institut spéciali- 1980 autour de trois domaines complémentaires, sur sés dont, récemment : École des hautes études en lesquels le CSI a acquis une réputation internationale : sciences sociales, Institut d’études politiques de l’anthropologie des sciences et des techniques, les poli- Paris, Copenhagen Business School, London School tiques de recherche et d’innovation (publiques, asso- of Economics, Harvard University, Goldsmiths ciatives, privées) et, enfin, la construction des publics, College, Collège Universitaire Français de Moscou). des marchés et des usages. Le CSI compte une vingtaine Depuis 2004, le CSI participe au développement de personnes au total. Il est actuellement associé au d’une nouvelle activité de formation continue, en CNRS (UMR 7185). Les contrats de recherche assurent partenariat avec l’ADEMA (Association pour le déve- un financement de 300 000 euros en moyenne par an, loppement du management associatif) : les Unités soit environ 30 % de ses ressources. de formation au management associatif (UMA).

Formation Recherche

Les enseignants chercheurs du CSI participent à de Innovation, entrepreneuriat nombreuses activités de formation. Dans le cycle Ingé- et politiques publiques nieurs civils de MINES ParisTech, le CSI assure deux enseignements de tronc commun (Description de controverses Les travaux du CSI se rattachant à cet axe s’inscri- et Fabrication de la société moderne) et cinq enseignements vent dans trois thématiques complémentaires : spécialisés (Dynamique des sciences et des techniques, Manage- l’analyse des réseaux de relations existant entre ment de la recherche et de la technologie, Sociologie des marchés, les différents acteurs impliqués dans les processus Publics, marchés, usagers, Health and Medicine in Europe - d’innovation (avec une attention toute particu- Social, Political, and Ethical Stakes) qui permettent, sous des lière portée aux zones hybrides entre public et formes pédagogiques variées, de donner aux élèves les privé), l’analyse des politiques publiques dans le outils et la culture de base qui leur permettront de mieux domaine de la recherche (dans le but, notamment, appréhender l’insertion de leurs futures activités dans la d’affiner les instruments d’analyse et de gestion société. L’option Innovation et entrepreneuriat, récemment des politiques publiques) et, enfin, la création 140 économie, management, société : Rapport d’activité 2008 141

d’entreprises innovantes à partir de la recherche propres aux « amateurs » et sur l’étude des procédures (avec une analyse des activités de transfert de techno- collectives (souvent mises en place par les acteurs logie dans les institutions d’enseignement supérieur professionnels : industriels, distributeurs, etc.) qui et de recherche). visent à déterminer, à assurer ou à prescrire la qualité de tel ou tel objet. En 2008, cet axe de recherche s’est développé notamment autour du programme européen REBAS- En 2008, les membres du CSI impliqués dans cet PINOFF (Addressing the Knowledge Gap : Toward a Better axe de recherche ont poursuivi leurs recherches empi- Understanding of Research Based Spin-Offs) et du projet riques dans différents terrains de recherche (grande PICO (Academic Entrepreneurship : From Knowledge distribution, marché du vin, marché du luxe, marché Creation to Knowledge Diffusion), sous le pilotage de de l’énergie, marchés financiers, consommation Philippe Mustar. Le programme de recherche REBAS- audiovisuelle). Cinq thèses doctorales en cours au CSI PINOFF, intégré au réseau d’excellence PRIME, vise à sont rattachées à cet axe de recherche (Anne-Sophie améliorer la connaissance des entreprises issues de Trébuchet-Breitwiller, Francesca Musiani, Clément la recherche ou RBSO (Research Based Spin-Offs). Ces Combes, en partenariat avec Orange Labs, puis Trine entreprises font l’objet d’une attention croissante car Pallesen, en cotutelle avec la Copenhagen Business leur nombre a considérablement augmenté récem- School). Catherine Grandclément a soutenu sa thèse ment, leur création est devenue une nouvelle mission de doctorat sur la vente sans vendeur et les dispositifs pour les organismes de recherche et tout un ensemble d’achalandage en supermarché. Ariane Debourdeau de politiques publiques ont été mises en place pour a intégré l’équipe du CSI en 2008 dans le cadre d’un les promouvoir. Le projet européen PICO (STREPS du post-doctorat pour y développer les recherches sur 6e PCRD) se focalise sur ce phénomène, en insistant sur la transformation des marchés de l’énergie, notam- trois objectifs : analyser les déterminants de la fonction ment à partir d’une enquête sur le secteur de l’énergie de création et de transformation de connaissances des solaire photovoltaïque. Ivan Tchalakov (University of RBSO, examiner l’impact de l’activité d’innovation des Plovdiv) a bénéficié en 2008 d’une résidence au CSI RBSO sur leur compétitivité et leur croissance, et, enfin, dans le cadre du projet européen ATACD (A Topological étudier l’impact des RBSO sur la capacité d’innovation Approach to Cultural Dynamics). et la croissance de leurs clients et partenaires. Deux thèses doctorales en cours au CSI sont rattachées à cet axe de recherche (Liliana Doganova et Marie Renault). Le CSI a accueilli en 2008, dans le cadre de cet axe de recherche, une chercheuse invité (Chantale Mailhot, HEC Montréal). Un thésard invité a également été accueilli en 2008 (Gregorio González Alcaide, CSIC).

La formation des marchés La mise en forme des marchés (leur création, leur Paris politico-économiques sur les énergies stabilisation, leur transformation) est le résultat des renouvelables Quelles modalités de prise en compte du solaire dans actions entreprises par une multiplicité d’acteurs l’évolution des marchés de l’énergie ? aux démarches et intérêts hétérogènes. La sociologie (Image : Info Energie Rhône-Alpes) économique, discipline ayant acquis une véritable indépendance théorique et méthodologique, s’attache à rendre compte de ces processus. La perspective Médecine et santé développée au CSI, notamment à partir des travaux de Les recherches menées sur cet axe au CSI s’organisent Michel Callon, Antoine Hennion, Fabian Muniesa, autour de trois objectifs principaux : caractériser et Madeleine Akrich, Cécile Méadel et Vololona Rabeha- analyser le rôle des divers collectifs de patients dans risoa, contribue au développement de ce domaine de la structuration et l’articulation de différents espa- manière originale. Cette perspective est particulière- ces d’intervention et d’action (espaces scientifique, ment attentive à la variété des acteurs concernés par médical, politique, économique, médiatique, etc.), la formation des marchés, au rôle central des dispo- étudier l’émergence de nouveaux modes de produc- sitifs techniques et des savoirs scientifiques, puis au tion de connaissances et de pratiques médicales (et processus de qualification des biens et des services. la constitution concomitante de nouveaux collectifs Elle se focalise également sur l’analyse pragmatique engagés dans cette production, tels les associations de des formes d’attachement (écoute, dégustation, etc.) malades) et, enfin, comprendre les enjeux normatifs, 140 économie, management, société : Rapport d’activité 2008 MINES Parist ech – CSI 141

éthiques, politiques qui caractérisent le domaine de Méadel, Catherine Rémy). Enfin, Catherine Rémy la santé et de la médecine. développe une recherche sur la production et la régu- lation des xénogreffes, avec une attention particulière Les travaux du CSI sur cet axe en 2008 se sont portée aux questions éthiques que soulève cette inno- déployés sur plusieurs projets de recherche. Le projet vation biomédicale. Deux thèses doctorales en cours MAPO, Mapping and Analyzing Patient Organisation Move- au CSI sont rattachées à cet axe (Franck Guichet, Julien ments on Rare Diseases (Vololona Rabeharisoa, Michel Gauthey). Christelle Routelous a soutenu sa thèse sur Callon, Florence Paterson et Frédéric Vergnaud), visait la démocratie sanitaire et les modèles participatifs au à poursuivre, sur une large échelle, les recherches sein des pratiques médicales. Une étudiante stagiaire précédemment menées sur l’engagement des asso- invitée a été accueillie en 2008 (Fabia Schaeufele). ciations de malades dans la recherche. Il a permis de constituer une base de données de 519 associations Expérimentations et politique de malades qui déclarent un intérêt pour la recherche et de recueillir, par questionnaire, des informations Tout en s’inscrivant dans la continuité des travaux détaillées sur 215 d’entre elles, dont 143 associations menés au sein du CSI sur le thème de la démocratie « maladies rares » et 72 associations « maladies non technique et du débat public depuis le milieu des rares ». Il a également permis au CSI de se doter années 1990, cet axe de recherche, piloté par Yannick d’outils et d’enrichir ses compétences dans le domaine Barthe, Dominique Linhardt et Michel Callon, corres- de l’analyse des réseaux. Les traitements statistiques pond à une volonté d’élargir et de transformer le ques- des données ont permis de visualiser la dynami- tionnement sur l’action publique au-delà du domaine que des réseaux associatifs et le rôle structurant des des politiques scientifiques et technologiques. De la associations « maladies rares » dans ces réseaux. Par même façon que, dans les années 1980, l’importation ailleurs, dans le prolongement du réseau thémati- au sein des travaux du CSI de concepts relevant de que européen ITEMS dont le CSI a été le coordinateur l’analyse du politique (porte-parole, représentation) principal et qui a réuni une vingtaine de centres de avait permis d’éclairer sous un jour nouveau la dyna- recherche en sciences sociales de la médecine et de la mique des sciences et des techniques, la notion d’ex- santé dans dix pays européens, le CSI a coordonné une périmentation doit permettre de renouveler le regard action spécifique européenne, MEDUSE, Governance, sur l’État, sur les actions de gouvernement et sur les Health and Medecine : Opening Dialogue between Social controverses et conflits qui animent la vie politique. Scientists and Users (Madeleine Akrich, Florence Pater- son, Vololona Rabeharisoa), dont l’objectif était d’éta- En 2008, le CSI s’est fortement investi dans la systé- blir un dialogue entre les chercheurs et les acteurs matisation conceptuelle et la standardisation catégo- professionnels, associatifs et politiques sur les grands rielle dans le domaine de l’analyse des controverses enjeux du domaine de la médecine et de la santé. scientifiques et techniques, notamment avec le déve- Cette action a donné lieu à la publication de deux loppement d’outils spécifiques de cartographie de ouvrages de synthèse aux Presses de MINES ParisTech : controverses (sous le pilotage de Dominique Linhardt Se mobiliser pour la santé : des associations s’expriment et de Frédéric Vergnaud) et la participation au projet (sous la direction de Madeleine Akrich, Cécile Méadel DEMOSCIENCE. En 2008 s’est poursuivi également le et Vololona Rabeharisoa) et The Dynamics of patient projet de recherche PRAGMALOLF (Action publique, organizations in Europe (sous la direction de Madeleine épreuve comptable et performance : analyse sociolo- Akrich, Joao Nunes, Florence Paterson et Vololona gique de la réforme des finances publiques en France), Rabeharisoa). D’autres recherches dans le domaine piloté principalement par Dominique Linhardt et de la santé et de la médecine s’ajoutent à cet axe de Fabian Muniesa, grâce à un financement de l’ANR. recherche, notamment à travers la thématique des Le programme vise à analyser, à travers une série « humanités altérées » (Antoine Hennion, Florence d’études de cas, le processus de réforme engagé par le Paterson, Catherine Rémy) vers laquelle convergent vote de la Loi organique relative aux lois de finances un ensemble d’enquêtes en cours (psychiatrie, aide à (LOLF) en 2001 en France. Aussi avec un financement domicile, Alzheimer) et qui s’est nourrie d’un sémi- de l’ANR, le projet RETRORISK (L’évaluation rétrospec- naire commun à plusieurs laboratoires de recherche. tive des risques collectifs : le cas de l’impact sanitaire Croisant ses travaux sur les technologies de l’infor- des essais nucléaires) développé par Yannick Barthe mation, le CSI s’intéresse également à la production vise à examiner les frontières du politique à partir d’informations de santé sur internet et a mis la focale, du cas des vétérans des essais nucléaires et de l’ana- d’une part sur la production profane des patients et, lyse de la « discutabilité politique » rétrospective de d’autre part, sur les contenus portant sur le cancer ces derniers. Le CSI s’est investi également dans une et destinés aux malades (Madeleine Akrich, Cécile recherche menée pour l’Agence française de sécurité 142 économie, management, société : Rapport d’activité 2008

sanitaire de l’environnement et du travail (AFSSET), Il a ainsi salué le courage de cette décision dans la pilotée par Yannick Barthe et à laquelle participent mesure où « il est plus facile en effet de distinguer ceux Catherine Rémy et Madeleine Akrich. Cette recher- qui ont été respectueux des orthodoxies que ceux qui ont che, également pertinente pour l’axe « Médecine et passé leur temps à ferrailler contre elles ». Michel Callon a santé » vise, d’une part, à faire la synthèse des travaux également fait référence aux conditions qui ont rendu portant sur le rôle d’alerte des profanes au sujet des possible le développement en France, et plus particu- dangers sanitaires environnementaux et, d’autre part, lièrement au CSI, du domaine novateur des « Science à recenser les cas en France qui illustrent le travail and Technology Studies », en se référent notamment de « signalement » réalisé par les non spécialistes au soutien des directeurs successifs de l’École : « je suis dans ce domaine, en portant une attention plus soute- convaincu que l’École, du fait de sa taille, de sa tradition, de nue à certains d’entre eux, comme les épidémies de la qualité de ses étudiants et de ses enseignants, de sa posi- « syndromes de bâtiment malsain ». Par ailleurs, le tion particulière dans l’enseignement supérieur, constitue CSI a développé des travaux dans nombre d’autres un lieu privilégié pour le développement de domaines de domaines au sein de cet axe : politique nucléaire, recherche qui, au moment où ils émergent, ne trouvent pas débat public en ligne, régulation d’internet (qui leur place dans les autres institutions », a-t-il indiqué. fait l’objet d’un contrat avec l’ANR piloté par Cécile Méadel). Cinq thèses doctorales en cours au CSI sont En analysant, dans son discours, les conditions rattachées à cet axe (Brice Laurent, Julien Gauthey, de travail qui favorisent les idées nouvelles et leur Francesca Musiani, Nicolas Benvegnu et Benjamin transformation en innovations, Michel Callon a Lemoine). Par ailleurs, une doctorante invitée (Katha- évoqué l’importance du temps libre : « je vais peut-être rina Schlierf, Universidad Politécnica de Valencia) a paraître un peu vieux jeu, et à contre-courant du produc- intégré le CSI au sein de cet axe en 2008. tivisme actuel, si je vous dis que sans otium il ne peut y avoir de véritable recherche scientifique », a-t-il affirmé. Il a ensuite insisté sur la dimension collective de la recherche : « ni la notion de partenariat, ni celle de coopé- Faits marquants ration n’épuise la richesse de ces collectifs qui traversent les frontières des organisations », « ces collectifs élargis Le 22 septembre 2008, Bruno Laurioux, directeur du et diversifiés, qui incluent notamment les étudiants que département SHS du Centre national de la recher- nous formons, mais également les destinataires de nos che scientifique, a remis à Michel Callon la médaille recherches, sont des lieux d’échanges, de discussion, d’ap- d’argent du CNRS qui distingue un chercheur pour prentissages croisés, de collaborations renouvelées ». Il a l’originalité, la qualité et l’importance de ses travaux, défendu, en troisième lieu, la nécessité « d’entourer les reconnus sur le plan national et international. À cette chercheurs de la considération dont ils ont besoin », tout occasion, Michel Callon a prononcé un discours dans en ajoutant que « considérer quelqu’un, c’est prendre lequel il a signalé que cette distinction « s’adressait en en compte, et examiner avec attention, ce qu’il fait ». Il a réalité à l’ensemble des chercheurs qui, depuis une trentaine ainsi affirmé : « j’ai besoin, nous avons besoin, que l’on d’années, ont travaillé d’arrachepied pour faire émerger, nous pose des questions sur ce que nous faisons ; que l’on puis pour faire exister, et enfin pour développer, un domaine discute avec nous de nos projets ; que l’on s’intéresse à nos de recherche qui était inexistant à la fin des années 1970 ». objets de recherche et à nos résultats ».

Michel Callon reçoit la médaille d’argent du CNRS : La cérémonie de remise a eu lieu le 22 septembre 2008 au siège national du CNRS (Images : CNRS) 143

Index scientifique (Le numéro de page, signalé après chaque sigle renvoie au début de la présentation du centre de recherche concerné)

Abattage des roches...... GEOSCIENCES(p:61) écosystèmes...... GEOSCIENCES(p:61), ISIGE(p:72) action publique...... CGS(p:133) écoulements liquide/chaleur à travers des milieux poreux aérogels...... CEMEF(p:87), CEP(p:75) (roches et sols)...... GEOSCIENCES(p:61), LMS(p:107) aéronautique...... CAS(p:111), CEMEF(p:87), LMS(p:107), MAT(p:97) emboutissage...... CEMEF(p:87) analyse chronostratigraphique...... GEOSCIENCES(p:61) empreinte carbone...... CEP(p:75) analyse de données...... CBIO(p:117), CERNA(p:129) énergie (prix)...... CERNA(p:129) analyse d’images...... CAOR(p:113), CMM(p:121) énergie (stockage, conversion, énerg. renouvelables)...... CEP(p:75), analyse du cycle de vie (ACV)...... CEP(p:75) GEOSCIENCES(p:61), LMS(p:107) analyse statique de programmes...... CRI(p:125) entreprenariat...... CSI(p:139) anthropologie des marchés...... CSI(p:139) environnement...... CERNA(p:129), CRC(p:137), CRI(p:125), CSI(p:139), atelier logiciel...... CAOR(p:113) GEOSCIENCES(p:61), ISIGE(p:72) automatique...... CAOR(p:113), CAS(p:111), CMA(p:119), GEOSCIENCES(p:61) épidémiologie...... GEOSCIENCES(p:61) automobile...... CAOR(p:113), CEMEF(p:87), CMA(p:119), équilibres entre phases...... CEP(p:75) CMM(p:121), LMS(p:107), MAT(p:97) étanchéité, mesures de débit de fuite...... CEP(p:75) évaluation économique de projet...... CERNA(p:129), GEOSCIENCES(p:61) Bassins sédimentaires...... GEOSCIENCES(p:61) évaluation des ressources renouvelables...... CEP(p:75), bâtiment...... CEP(p:75) GEOSCIENCES(p:61) bio informatique...... CBIO(p:117), CMM(p:121) extrusion (métaux et polymères)...... CEMEF(p:87) biomasse...... CEP(p:75) biomatériaux, biomécanique...... CEMEF(p:87), LMS(p:107), MAT(p:97) Fatigue-rupture...... CEMEF(p:87), LMS(p:107), MAT(p:97) finance...... CERNA(p:129) Calcul des structures, modélisation par éléments finis fluides frigorigènes...... CEP(p:75) CEMEF(p:87), GEOSCIENCES(p:61), LMS(p:107), MAT(p:97) fonde rie...... CEMEF(p:87), MAT(p:97) carrière...... GEOSCIENCES(p:61) forage...... GEOSCIENCES(p:61) changement d’échelle...... CEMEF(p:87), LMS(p:107), MAT(p:97) forgeage...... CEMEF(p:87) chauffage et traitement thermique...... CEMEF(p:87) fullerènes...... CEP(p:75) cinétiques d’absorption...... CEP(p:75) fusion de données...... CEP(p:75)

CO2 (captage, stockage)...... CEP(p:75), GEOSCIENCES(p:61) collages...... MAT(p:97) commande adaptative et filtrage non linéaires...... CAS(p:111) Gaz acides (capture)...... CEP(p:75), GEOSCIENCES(p:61) compétitivité des firmes et territoires génie civil...... GEOSCIENCES(p:61), LMS(p:107) économiques...... CERNA(p:129) géochimie des eaux...... GEOSCIENCES(p:61) compilation pour machines parallèles...... CRI(p:125) géologie...... GEOSCIENCES(p:61) comportement des matériaux CEMEF(p:87), LMS(p:107), MAT(p:97), géomatériaux et environnement...... GEOSCIENCES(p:61) composites...... MAT(p:97) géoprospective...... GEOSCIENCES(p:61) compression d’images...... CMM(p:121) géostatistique...... GEOSCIENCES(p:61) consommation...... CSI(p:139) géotechnique...... GEOSCIENCES(p:61) conception d’appareillage de mesure...... CEP(p:75) géothermie...... GEOSCIENCES(p:61) construction mécanique...... CEMEF(p:87), MAT(p:97) gestion des risques...... CRC(p:137) controverses scientifiques et techniques...... CSI(p:139) globalisation...... CERNA(p:129) goût et consommation...... CSI(p:139)

Débat public et risques...... CERNA(p:129), CRC(p:137), CSI(p:139) démocratie...... CSI(p:139) Halieutique...... GEOSCIENCES(p:61) description des gisements...... GEOSCIENCES(p:61) hydroformage de tôles et de tubes...... CEMEF(p:87) développement de logiciels de simulation numérique des hydrogène (production, stockage, conversion)...... CEP(p:75) procédés...... CEMEF(p:87), CEP(p:75) Hydrologie, hydrogéologie...... GEOSCIENCES(p:61) développement durable...... CEMEF(p:87), CERNA(p:129), GEOSCIENCES(p:61), ISIGE(p:72) dynamique de croissance (firmes et industries)...... CERNA(p:129) Identification de système...... CAS(p:111), CMA(p:119) imagerie médicale...... CAOR(p:113), CMM(p:121) imagerie sismique...... GEOSCIENCES(p:61) E-learning...... CEP(p:75), ISIGE(p:72), CSI(p:139), TICE(p:24) impacts environnementaux...... GEOSCIENCES(p:61), eau (gestion des ressources)...... CERNA(p:129), GEOSCIENCES(p:61), CEP(p:75) I isiGE(p:72) indexation par le contenu...... CMM(p:121), CRI(p:125) économie...... CERNA(p:129), CGS(p:133), CSI(p:139) injection de polymères...... CEMEF(p:87), MAT(p:97) éco-conception...... CEP(p:75) innovation...... CGS(p:133), CRI(p:125), CSI(p:139) 144 Rapport d’activité 2008

instrumentation médicale...... CAOR(p:113), CEMEF(p:87), Qualité de l’air et de l’eau...... CEP(p:75), GEOSCIENCES(p:61) CMM(p:121) interactions superficielles outil-matériau...... CEMEF(p:87) internet...... CERNA(p:129), CRI(p:125), CSI(p:139) Réalité virtuelle...... CAOR(p:113) reformage d’hydrocarbures...... CEP(p:75) réfrigérants...... CEP(p:75) Laminage...... CEMEF(p:87) réglementation...... CERNA(p:129) laser ...... MAT(p:97) relations État-industrie...... CERNA(p:129) lois de comportement...... CEMEF(p:87), LMS(p:107), MAT(p:97) réseaux de distribution...... CAS(p:111), CEP(p:75) logistique...... CAOR(p:113), CGS(p:133) résilience...... CRC(p:137) retour d’expérience...... CRC(p:137) rhéologie...... CEMEF(p:87) Maîtrise de la demande d’électricité...... CEP(p:75), CERNA(p:129) risque, risques naturels...... CRC(p:137), GEOSCIENCES(p:61) marchés...... CERNA(p:129), CSI(p:139) risques financiers...... CERNA(p:129) matériaux...... CEMEF(p:87), CEP(p:75), LMS(p:107), MAT(p:97) robotique et systèmes mécaniques...... CAOR(p:113), CAS(p:111) matériaux de construction...... CEMEF(p:87), GEOSCIENCES(p:61) mécanique des roches...... GEOSCIENCES(p:61), LMS(p:107) mécanisation & simulation des techniques d’exploitation Santé ...... CAOR(p:113), CEMEF(p:87), CGS(p:133), minière...... GEOSCIENCES(p:61) CMM(p:121), CSI(p:139), GEOSCIENCES(p:61) mécanique numérique...... CEMEF(p:87) sciences politiques...... CSI(p:139) médias...... CERNA(p:129), CRI(p:125) sécurité...... CRC(p:137) métaux et alliages...... CEMEF(p:87), LMS(p:107), MAT(p:97) sédimentologie...... GEOSCIENCES(p:61) micro-algues...... CEP(p:75) sidérurgie...... CEMEF(p:87), MAT(p:97) microscopie quantitative...... CEMEF(p:87), CMM(p:121), sismologie, sol...... GEOSCIENCES(p:61) LMS(p:107), MAT(p:97) soudage...... CEMEF(p:87) microstructure, mécanismes et comportements...... CEMEF(p:87), stabilité des pentes et mouvements de LMS(p:107), MAT(p:97) versants...... GEOSCIENCES(p:61) mine ...... GEOSCIENCES(p:61) stockage souterrain...... GEOSCIENCES(p:61), LMS(p:107), mise en forme des matériaux...... CEMEF(p:87) structure et propriétés mécaniques des matériaux à fibres modélisation...... CAS(p:111), CEMEF(p:87), CEP(p:75), CEMEF(p:87), MAT(p:97) CMA(p:119), GEOSCIENCES(p:61), LMS(p:107), MAT(p:97) système de gestion de bases de données...... CRI(p:125) multimédia...... CMM(p:121), CRI(p:125) systèmes à événements discrets...... CAS(p:111), CEP(p:75) musique...... CRI(p:125) systèmes collaboratifs...... CRI(p:125) systèmes colloïdaux et précipitation...... CEP(p:75) systèmes embarqués...... CAOR(p:113), CRI(p:125) Nano-technologies...... CEMEF(p:87), CEP(p:75), MAT(p:97) systèmes dynamiques...... CAS(p:111), CMA(p:119)

Océanographie...... GEOSCIENCES(p:61) Temps réel...... CAOR(p:113), CMA(p:119), CRI(p:125) optimisation...... CAS(p:111), CMA(p:119), CRI(p:125) théorie des systèmes...... CAS(p:111), CMA(p:119) options réelles...... CERNA(p:129) thermo-formage...... CEMEF(p:87) thermodynamique des systèmes...... CEP(p:75) thermomécanique des milieux continus...... CEMEF(p:87), Pétrole...... CERNA(p:129), GEOSCIENCES(p:61) LMS(p:107) Pétrophysique...... GEOSCIENCES(p:61) tomographie...... CMM(p:121), GEOSCIENCES(p:61) piles à combustible...... CEP(p:75), MAT(p:97) transferts gaz-liquide...... CEP(p:75) plasmas...... CEP(p:75), MAT(p:97) transferts thermiques...... CEP(p:75) plasticité...... CEMEF(p:87), LMS(p:107), MAT(p:97) transports...... CAOR(p:113), CEP(p:75) politique et actions publiques...... CERNA(p:129), CGS(p:133), travaux publics...... GEOSCIENCES(p:61) CRI(p:125), CSI(p:139) tribologie...... CEMEF(p:87) politiques de recherche et innovation...... CERNA(p:129), CGS(p:133), CSI(p:139) polymères...... CEMEF(p:87), LMS(p:107), MAT(p:97) Usages...... CSI(p:139) prévision de la production éolienne...... CEP(p:75) usinage...... CEMEF(p:87), MAT(p:97) propriétés d’emploi des matériaux...... CEMEF(p:87) production combustibles minéraux...... GEOSCIENCES(p:61) produits dérivés financiers...... CERNA(p:129) Valorisation des déchets industriels...... GEOSCIENCES(p:61) programmation réactive...... CMA(p:119) véhicules hybrides...... CEP(p:75) propriétés des sols et des roches...... GEOSCIENCES(p:61) vision tridimensionnelle...... CAOR(p:113)