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46 : Labex MS2T, une dynamique d’excellence à pérenniser

L’UTC porte l’un des 171 Labex issus du programme d’investissements d’avenir lancé en 2010. Têtes de pont de l’excellence scientifique française et de son rayonnement international, ces structures jouent un rôle croissant en matière de recherche, formation et valorisation. Zoom sur leurs enjeux et leurs principales retombées.

46 : Labex MS2T, une dynamique d’excellence à pérenniser

Bilan d’étape très positif pour le Labex de l’UTC

MS2T, pour maîtrise des systèmes de systèmes technologiques. L’UTC, en partenariat avec le CNRS, entend s’affirmer parmi les références internationales de ce champ de recherche novateur. C’est l’enjeu de son Labex MS2T, l’un des quinze Laboratoires d’excellence de l’Idex SUPER (Sorbonne Universités). Retenu dès la première vague de sélection des Labex, en 2011, ce projet avait été évalué au meilleur niveau : A+. Sept ans plus tard, le chemin parcouru est significatif.

Le tout représente plus que la somme des parties. C’est le principe de base d’un système de systèmes : un ensemble de systèmes autonomes et généralement hétérogènes dont les interactions génèrent des propriétés ou fonctionnalités nouvelles, que ne possèdent pas ses composants pris isolément. En échangeant des informations sur ce qu’elles perçoivent de la scène routière, des voitures autonomes peuvent par exemple gagner en intelligence et circuler de façon beaucoup plus sûre que des véhicules non coopératifs.

« Pour comprendre et contrôler le comportement d’un métasystème de ce type, pour garantir sa sûreté de fonctionnement et maximiser sa valeur ajoutée, il ne suffit pas de raisonner système par système et d’optimiser la conception de chaque composant, souligne Ali Charara, directeur du Labex MS2T. Il faut une approche globale, tenant compte des interactions entre les systèmes. C’est l’enjeu de nos travaux : développer des concepts et méthodes scientifiques permettant de maîtriser un système de systèmes dans son ensemble. » En France comme en Europe, lorsque le Labex a vu le jour, en 2011, ce champ d’investigation était en effet peu exploré par la recherche académique.

Or non seulement le concept de système de systèmes peut s’appliquer avec profit à de multiples domaines, mais avec le progrès des technologies de communication et de traitement de l’information, les systèmes interconnectés sont appelés à se multiplier et figurent au cœur des révolutions numériques à venir : celles de l’énergie avec les réseaux électriques intelligents, des transports avec les véhicules autonomes, de l’e-santé, de l’industrie 4.0…

La force de l’interdisciplinarité

Pour s’affirmer parmi les références du domaine, l’UTC a adopté une approche originale. Première spécificité : sa démarche intégrative. « Notre objectif est de concevoir des méthodologies scientifiques génériques interdisciplinaires, utilisables pour différentes applications, explique Ali Charara. Mais il est difficile d’y parvenir sans travailler sur des domaines socio-économiques précis. Nous abordons donc de front questions théoriques et pratiques : nous construisons des briques technologiques qui visent à démontrer l’applicabilité de nos outils théoriques sur des problèmes réels, tout en nous aidant à résoudre les verrous scientifiques. »

« Mais, surtout, la force du Labex, c’est sa multidisciplinarité, souligne Marie-Christine Ho Ba Tho, directrice à la recherche de l’UTC. Il a été créé par des chercheurs de trois laboratoires de l'UTC associés au CNRS qui, dès 2009, avaient déjà fondé une fédération de recherche reconnue par le CNRS sur les systèmes hétérogènes en interaction » : Heudiasyc (sciences et technologies de l’information et du numérique), Roberval (mécanique, matériaux, acoustique) et BMBI (biomécanique et bio-ingénierie). Fort de cette triple paternité, MS2T décline le concept de système de systèmes sur des terrains très variés. Bon nombre de ses travaux concernent la maîtrise de systèmes interconnectés (coopération entre drones, entre véhicules autonomes, etc.) et donc des problématiques de réseaux, de robotique, d’intelligence artificielle…

Mais ses recherches concernent aussi des domaines plus inattendus comme les dispositifs thérapeutiques du futur : par exemple, comment maîtriser les interactions entre le fluide sanguin et des microcapsules injectées dans le réseau vasculaire de sorte qu’elles libèrent un médicament exactement à l’endroit voulu du corps humain ? Ou bien comment reconstruire un organe bioartificiel en mimant au mieux l’organe natif qu’il s’agit de suppléer ? « Même si tout organisme vivant est par excellence un système de systèmes, il n’était pas évident, a priori, d’envisager nos dispositifs bioartificiels sous cet angle novateur, observe Cécile Legallais, directrice de recherche CNRS, directrice de BMBI. C’est le fruit de nos échanges avec nos collègues des autres laboratoires du Labex. »

Autre atout : en fédérant des chercheurs d’Heudiasyc, BMBI et Roberval, MS2T a permis la multiplication de projets transversaux porteurs de véritables avancées scientifiques, car la maîtrise de métasystèmes complexes intégrant des composants hétérogènes exige des expertises très diverses. « Le Labex est clairement un instrument qui décloisonne les disciplines et qui a impulsé une vraie dynamique collective », souligne Philippe Bonnifait, directeur d’Heudiasyc. Depuis peu, il s’est d’ailleurs ouvert à un quatrième partenaire: Costech, le laboratoire de recherche technologique en sciences humaines et sociales de l’UTC (voir page 12).

Un réseau international d’experts

Pour bâtir une recherche d’excellence reconnue par-delà les frontières de l’Hexagone, le Labex s’est également attaché à attirer des chercheurs étrangers de haut niveau à ses côtés. Afin de l’aider à définir sa stratégie scientifique et d’en évaluer les résultats, il s’est doté d’un conseil scientifique international réunissant des experts de premier plan, et notamment l’un des spécialistes des systèmes de systèmes les plus renommés au monde : le professeur Mo Jamshidi, de l’Université du Texas à San Antonio. Pour développer des collaborations internationales à long terme, le Labex a mis en place un programme de chercheurs invités accueillant des universitaires étrangers à l’UTC durant un à trois mois et ses propres chercheurs effectuent des mobilités à l’étranger.

Pour nourrir sa créativité et assurer sa visibilité, il organise régulièrement des séminaires et ateliers interdisciplinaires ouverts aux chercheurs et étudiants de l’UTC, mais aussi à un public scientifique externe, au cours desquels interviennent des spécialistes reconnus des systèmes de systèmes : scientifiques français ou étrangers, et notamment professeurs invités du Labex, mais aussi experts du monde industriel. « C’est une des spécificités de l’UTC et donc de MS2T : nous ne faisons pas de la recherche hors-sol, souligne Ali Charara. Dès le début, nous avons bâti notre feuille de route technologique avec des industriels pour identifier en commun les enjeux liés aux systèmes de systèmes. »

Ces brassages culturels portent leurs fruits : le Labex mène des recherches de pointe qui trouvent un écho croissant dans la communauté scientifique. Un seul exemple. En juin 2018, il organisera la treizième édition du grand rendez-vous international sur les systèmes de systèmes : la conférence IEEE System of Systems Engineering (SoSE 2018), fondée par Mo Jamshidi, qui se tiendra pour la première fois en France, à Paris. « Cet événement devrait encore renforcer notre visibilité, se félicite Franck Davoine, chargé de recherche CNRS, coordinateur international de MS2T. Il va notamment nous permettre de promouvoir nos propres travaux et, je l’espère, de nous rapprocher davantage d’équipes académiques internationales et d’industriels, avec lesquels nous pourrions répondre à de futurs appels à projets européens. »

Un effet de levier

Grâce à cette dynamique, le Labex a également obtenu de nombreux financements auprès d’industriels et d’institutions pour ses projets. A la rentrée 2017, trois nouvelles thèses cofinancées par la région Hauts-de-France ont par exemple été lancées. De même, en 2016, avec le soutien des Hauts-de-France et du Fonds européen de développement régional (Feder), l’UTC a créé une chaire d’excellence junior « Systèmes de systèmes - Coopération et interactions entre systèmes mobiles » ouverte à de jeunes chercheurs étrangers de talent. Venu de l’Université catholique de Louvain, son premier titulaire, Eliseo Ferrante, a ainsi apporté à MS2T de précieuses compétences sur la robotique en essaim (lire page 11).

« Le Labex nous a clairement permis de bâtir un positionnement original et d’excellence au plan international sur les systèmes de systèmes, qui, aujourd’hui, profite à l’ensemble de l’UTC, résume Marie-Christine Ho Ba Tho. Il contribue à son rayonnement et à son attractivité auprès des scientifiques et des industriels et a un effet d’entraînement sur la recherche de l’excellence dans ses équipes. » Dépôt de trois brevets, développement de trois logiciels sous licence, projet de création d’une start-up : il commence également à avoir des retombées en valorisation. Enfin, il a eu un effet structurant sur l’offre de formation de l’UTC, qui a ouvert un master adossé aux recherches de MS2T (lire page 13). Tant en matière de gouvernance, de recherche, d’ouverture à l’international que de valorisation et de formation, le jury international chargé de son évaluation à mi-parcours, en 2015, avait d’ailleurs rendu un avis plus que positif. 


« Le Labex MS2T est en train de s’imposer comme une référence internationale »

 Directeur adjoint d’une entité du ministère des Armées, la direction interarmées des réseaux d’infrastructure et des systèmes d’information de la défense, et membre du conseil scientifique international de MS2T, Dominique Luzeaux est un des principaux experts français et internationaux des systèmes de systèmes.

 Quel bilan dressez-vous de l’action du Labex sept ans après sa création ?

Outre sa multidisciplinarité, une de ses grandes forces est de s’être construit à partir de laboratoires possédant des décennies d’expérience dans leurs domaines respectifs. Par ses compétences, ses sujets de recherche, ses coopérations scientifiques avec des laboratoires étrangers ou encore ses séminaires, il fait tout ce qu’il faut pour s’affirmer comme un acteur d’excellence dans le secteur des systèmes de systèmes. Et, de fait, il monte en puissance : ses projets de recherches sont ambitieux, il attire de plus en plus de postdoctorants étrangers… Il est en train de s’imposer comme une référence internationale des systèmes de systèmes.

 Quelle doit être la prochaine étape ?

Maintenant, il s’agit d’amplifier cette dynamique, d’où l’importance de pérenniser l’action du Labex, et notamment de resserrer encore ses liens avec l’industrie pour assurer le transfert des résultats de ses recherches. Mais l’UTC est d’autant mieux placée pour cela qu’elle est proche du monde industriel.

 En quoi est-il important que la conférence internationale SoSE 2018 se tienne pour la première fois en France ?

Le fait qu’elle se déroule à Paris et soit portée par le Labex MS2T montre que la France a aujourd’hui une carte à jouer dans la recherche sur les systèmes de systèmes.


Labex MS2T en chiffres

6,7       millions d’euros de dotation sur 9 ans

2,5       millions d’euros de cofinancement (industrie, région, Feder)

28        thèses financées depuis 2011

19        postdoctorants recrutés dont 8 venus de l’étranger

24        séjours de chercheurs invités durant plus d’un mois