Accompagner l’émergence d’énergies plus propres

Prédire des épisodes de gel à partir des mesures de température et d’hygrométrie autour de sites hébergeant des cultures arboricoles ou viticoles, comprendre la formation du manteau neigeux en altitude afin d’anticiper la disponibilité de la ressource en eau au moment de sa fonte printanière, détecter de possibles départs de feux de forêt dans des zones sensibles (proches d’habitations ou d’installations industrielles) pour agir au plus vite et lutter contre leur propagation : au cœur de ces applications se trouvent des capteurs connectés et sobres en énergie.

À la pointe sur les technologies IoT, l’équipe AIO (anciennement EVA) du centre Inria de Paris développe ainsi des réseaux d’objets connectés déployés dans des sites variés (forêt, montagne, etc.). Les chercheurs adaptent des solutions éprouvées par le secteur industriel, dont les normes techniques garantissent la robustesse des capteurs environnementaux, conçus pour être fiables à plus de 99,999% et consommer le minimum d’énergie, en étant capables par exemple de fonctionner plus de dix ans avec une simple pile !

Réaction se produisant au sein de plasmas, état de la matière présent au sein d’étoiles comme le Soleil, la fusion nucléaire, si elle était maîtrisée au sein d’un réacteur, deviendrait une source d'énergie quasiment inépuisable. D’un très faible impact sur l’environnement, son développement serait une réponse à de nombreux besoins énergétiques de l’humanité.

À cette fin, des plasmas de fusion sont créés dans des "tokamak" (des machines expérimentales comme le réacteur ITER en France), dont la mise au point par les physiciens et ingénieurs se fonde sur des simulations numériques. Cependant, la complexité des phénomènes à modéliser est telle que les temps de calcul peuvent rapidement devenir prohibitifs !

L’intelligence artificielle, avec ses performances calculatoires sans cesse croissantes, pourrait-elle devenir une alternative aux méthodes numériques dans ce cas ? C’est pour apporter des premières réponses que l’équipe Tonus du centre Inria Nancy Grand-Est s’implique dans l’action exploratoire Malesi. Un projet scientifique ambitieux et prometteur… tout comme l’est la fusion nucléaire !

Calculer avec le minimum d’énergie possible : "Zero-Power computing systems" relève le défi !

Des infrastructures, des ouvrages d’art et des réseaux de distribution ou de transport plus résilients et plus durables : un objectif de développement soutenable sans doute réaliste auquel contribueront certaines technologies de surveillance à l’aide de capteurs intégrés dans ces installations.

Le défi Inria "Zero-Power computing systems", porté par les équipes Socrate et Corse du centre Inria Grenoble Rhône-Alpes et Cairn et Pacap du centre Inria Rennes - Bretagne Atlantique, en collaboration avec le Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA), ambitionne de développer des solutions innovantes afin de faire fonctionner in situ ces réseaux… avec la seule énergie disponible dans l’environnement ! Issue des vibrations ou de la chaleur ambiantes, ou encore des rayonnements électromagnétiques environnants (solaire, radio, etc.), cette énergie est à la fois limitée et intermittente : les capteurs et les calculateurs doivent donc fonctionner malgré des interruptions fréquentes de leur alimentation.

À l’issue des quatre ans de recherche du projet, qui arrive à son terme cette année, les chercheurs ont relevé le défi, développant une plate-forme prototype fondée sur les technologies NVRAM (ou "mémoires non volatiles"). Le système d’exploitation mis au point s’avère capable de gérer l’énergie disponible tout en maintenant les fonctions de collecte et d’analyse des données, opérées par les périphériques du réseau (capteurs, calculateurs, etc.) : une première qui ouvre la voie à différents cas d’usages applicatifs.