CRIStAL

Teach Transition

Dherbomez Caroline — 2026-05-11T14:46:50Z

Teach Transition - Digital Transition for Teaching

Coordinatrice : Mathilde Musin, Eurometropolitan e-Campus, Belgique

Partenaire : CRIStAL

Équipe : NOCE du Groupe Thématique : I2C.

Dates : 01/01/2020 - 31/12/2022

Résumé :

Le développement des technologies du numérique a profondément modifié tous les aspects de la vie quotidienne, ainsi que notre manière de penser et d'agir. Il est important de former les citoyens, notamment les enfants et les jeunes adultes, afin qu'ils puissent les utiliser avec créativité et productivité, tout en gardant un regard critique.
Dans ce cadre, de nombreuses initiatives sont mises en place autour de l'équipement progressif des écoles et l'intégration de nouvelles compétences numériques à acquérir. On constate également un fort intérêt de la part des enseignants et formateurs pour exploiter le potentiel de ces nouvelles technologies. Or, les formations actuellement existantes sur la zone franco-belge ne sont pas toutes valorisables et reconnues de part et d'autre de la frontière.
L'objectif de la Teach Transition consiste donc en la création d'un dispositif-cadre et d'un parcours de formations continues, à destination des professeurs et formateurs souhaitant développer leurs savoirs en techno-pédagogie. Cela implique d'acquérir des compétences complémentaires en informatique et en création de contenus notamment.
Le référentiel et les ressources pédagogiques produits feront l'objet d'une collaboration transfrontalière de co-création, et seront mis à disposition aux institutions de formation/d'enseignement souhaitant les intégrer (totalement ou partiellement) dans leurs propres parcours.

Abstract :

The development of digital technologies has profoundly changed all aspects of everyday life, as well as our way of thinking and acting. It is important to train citizens, especially children and young adults, so that they can use them creatively and productively, while keeping a critical eye.
In this context, many initiatives are being put in place around the progressive equipping of schools and the integration of new digital skills to be acquired. There is also a strong interest on the part of teachers and trainers in exploiting the potential of these new technologies. However, not all existing formations in the Franco-Belgian zone are feasible and recognised on both sides of the border.
The aim of Teach transition is therefore to create a mentor and a continuing education programme for teachers and trainers wishing to develop their knowledge in techno-pedagogy. This means acquiring complementary skills in IT and in paricular in the creation of content.
The reference frame and the educational resources produced will be the subject of cross-border co-creation cooperation, and will be made available to training/education institutions wishing to integrate them (in total or part) into their own paths.

CrossTechXperience

Dherbomez Caroline — 2026-05-11T13:43:10Z

CrossTechXperience - L'écosystème transfrontalier des technologies immersives, interactives et du gaming

Coordinateur : Université de Mons

Partenaire : Hazem Wannous, IMT Nord Europe CRIStAL

Équipe : MINT du Groupe Thématique : I2C.

Dates : 01/04/2024 - 31/03/2028

Résumé :

L'industrie du jeu vidéo, pivot de l'innovation technologique, façonne continuellement notre société grâce à ses technologies avancées, comme la XR. Toutefois, de nombreuses entreprises de la région transfrontalière méconnaissent ces potentiels. Cette transition numérique en cours n'est pas encore pleinement exploitée, malgré l'énorme potentiel économique des technologies issues du gaming. Les talents formés localement sont souvent attirés par des pays où le secteur est mieux développé comme le Canada ou le Royaume-Uni qui ont construit des écosystèmes rentables autour du jeu vidéo. Pourtant, la zone dispose de solides atouts : écoles de renommée sur le gaming, universités et centres de compétences, communautés en plein développement, incubateurs, hubs... sur les technologies interactives, immersives et du gaming. Le manque de collaboration interrégionale freine l'exploitation de ce potentiel. Avec des incitations fiscales nouvellement en place, la région est prête pour le développement transfrontalier. L'un des défis réside dans la fusion du secteur du jeu, des technologies immersives et interactives avec d'autres industries. Ce projet vise alors à construire un écosystème transfrontalier, favorisant l'innovation, la rétention de talents et la collaboration multisectorielle. Il met l'accent sur la mise en réseau, l'accompagnement entrepreneurial et le transfert vers l'industrie, tout en veillant à répondre aux besoins de sensibilisation sur les enjeux de ces technologies.

Concrètement, le projet CrossTechXperience (CTX), par une approche de cross-fertilisation unique, vise à développer les technologies immersives, interactives et du gaming, dans les entreprises et industries présentes sur la zone. Au total 120 entreprises seront touchées pour permettre une meilleure adoption de ces technologies et pour atteindre une masse critique pour un écosystème efficient. Le projet cible également les apprenants (étudiants, demandeurs d'emplois), le grand public, les artistes et créatifs ainsi que les chercheurs pour nourrir et constituer une communauté pluridisciplinaire, essentielle pour développer des innovations durables.

Un module de travail est consacré à la sensibilisation, à l'inspiration autour de ces technologies notamment via des sessions qualitatives pour permettre de mieux saisir les enjeux sur ces technologies afin d'amplifier leur adoption à moyen et long termes. Ce sont donc 3 événements de sensibilisation et 3 périodes de recherche créative interprofessionnelles et transfrontalières qui seront organisées sur la durée du projet pour les professionnels du secteur et issus d'autres industries qui souhaitent découvrir les potentiels.

En outre, les partenaires élaboreront conjointement 14 actions pilotes, dont 9 "prototypes avancés" et 3 "projets pilotes" pour favoriser le transfert de l'innovation vers les industries via un module de travail spécifique. Ces activités, conçues en réponse aux besoins industriels, engageront étudiants, apprenants et professionnels dans des hackathons annuels et dans le développement de projets pilotes transfrontaliers. Afin de renforcer les liens entre éducation, industrie et entrepreneuriat, un module est conçu pour stimuler l'entrepreneuriat à travers des ateliers (workshops et webinaires), des sessions de test et des suivis de projets par un pool d'experts à destination des étudiants, porteurs de projets, et entreprises. Des événements majeurs et temps de calorisation mettront en lumière cette coopération transfrontalière, ses innovations et son impact sur le territoire. Ce projet pluridisciplinaire vise à créer une communauté solide et dynamique dans la région transfrontalière, en maximisant la collaboration et l'interaction pour un développement économique robuste.

Le projet CTX génère une synergie unique par le croisement des compétences, l'échange d'expertises, la création de méthodologies communes et la mutualisation des ressources. C'est seulement ensemble que les partenaires peuvent atteindre cette masse critique qui permettra le développement économique du territoire, sa transition numérique autour des technologies du projet et un écosystème riche et stimulant capable de retenir les talents sur la zone.

L'approche conjointe garantit la montée en puissance d'un écosystème dynamique autour des technologies immersives, interactives et du gaming. La réussite du projet repose sur cette coopération transfrontalière, mettant en exergue l'importance cruciale de la collaboration régionale dans le développement technologique, la transition et l'adoption numériques ainsi que l'innovation.

Abstract :

The video game industry, the hub of technological innovation, is continually shaping our society with its advanced technologies, such as the XR. However, many companies in the cross-border region are unaware of these potentials. This ongoing digital transitions is not yet fully exploited, despite the huge economic potential of gaming technologies. Locally trained talent is often attracted to better-developed countries such as Canada or the United Kingdom that have built cost-effective video game ecosystems. Yet the area has strong assets : renowned schools on gaming, universities and skills centres, developing communities, icubators, hubs... on interactive, immersive and gaming technologies. The lack of interregional collaboration hampers the exploitation of this potential. With newly established tax incentives., the region is ready for cross-border development. One of the challenges is the fusion of the gaming industry, immersive and interactive technologies with other industries. The project aims to build a cross-border ecosystem that promotes innovation, talent retention and multisectoral collaboration. It focuses on networking, business support and transfer to industry, while ensuring that the awareness-raising needs of these technologies are addressed.

Specifically, the CrossTechXperience (CTX) project, through a single cross-fertilisation approach, aims to develop immersive, interactive and gaming technologies in companies and industries in the area. A total of 120 companies will be affected to enable better uptake of these technologies and to achieve critical mass for an efficient ecosystem. The project also targets learners (students, job seekers), the general public, artists and creatives as well as researchers to nurture and build a multidisciplinary community, which is essential for developing sustainable innovations.

A working module is devoted to raising awareness, to inspiration around these technologies, in particular through qualitative sessions, to make it possible to better understand the challenges of these technologies in order to increase their adoption in the medium and long term. It is therefore 3 awareness-raising events and 3 periods of creative interprofessional and cross-border research that will be organised over the duration of the project for professionals in the sector and from other industries who wish to discover the potential.

In addition, the partners will jointly develop 14 pilot actions, including 9 "advanced prototypes" and 3 "pilot project" to support the transfer of innovation to industries through a specific work module. These activities, designed in response to industrial needs, will engage students, learners and professionals in annual hackathons and in the development of cross-border pilot projects. In order to strengthen the links between education, industry and entrepreneurship, a module is designed to stimulate entrepreneurship through workshops (workshops and webinars), test sessions and project follow-up by a pool of experts for students, project leaders, and companies. Major events and development times will highlight this cross-border cooperation, its innovations and its impact on the territory. This multidisciplinary project aims to create a strong and vibrant community in the cross-border region, maximising collaboration and interaction for robust economic development.

The CTX project generates a unique synergy through cross-fertilisation of skills, exchange of expertise, creation of common methodologies and pooling of resources. Only together can partners reach this critical mass that will enable the economic development of the territory, its digital transition around project technologies, and a rich and stimulating ecosystem capable of retaining talent in the area.

The joint approach ensures the rise of a dynamic ecosystem around immersive, interactive technologies and gaming. The success of the project is based on cross-border cooperation, highlighting the crucial importance of regional collaboration in technological development, digital transition and uptake and innovation.

DOMINANTS

Dherbomez Caroline — 2026-05-07T09:55:41Z

DOMINANTS - Méthodologie orientée sur la dextérité de la conception et le contrôle optimisés des manipulateurs souples aériens

Coordinateur : Gang Zheng, Inria CRIStAL

Équipe : DEFROST du Groupe Thématique : CO2

Dates : 2025-2029

Résumé :

Ce projet vise à repousser les limites de la manipulation aérienne rigide (MAR) en introduisant le concept de manipulation aérienne souple (MAS). En particulier, il fournira une méthodologie orientée sur la dextérité de conception et de contrôle optimisés de MAS afin de soulever les verrous scientifiques de la MAR traditionnelle : l) L'interaction physique entre les véhicules aériens (e.g. les UAV) et l'environnement pourrait causer des dommages des deux côtés ; ll) Le poids du manipulateur/préhenseurs plus la charge limite la possibilité de transporter différents capteurs et bras robotiques en même temps ; lll) Le contrôle du bras attaché et de la pince dans la MAR peut conduire à un résultat peu fiable dans des environnements dynamiques non structurés ; lV) Les objets manipulés ont souvent une géométrie irrégulière, ce qui les rend difficiles à saisir avec la MAS disponible.

Astract :

This project intends to push the boundaries of rigid aerial manipulation (RAM) by introducing the concept of soft arial manipulation (SAM). In particular, it will provide a dexterity-oriented framework of optimized design and control of SAM. The compliant nature of soft materials leveraged by the dexterity-oriented design and control of SAM in this project can relax the challenges of available, RAM like : l) Acting on the environment requires physical interaction between aerial vehicles (e.g. UAVs) and environments, which might cause damage on both sides ; ll) The weight of the manipulator/grippers plus the playload limits the possibility of carrying different sensors and robotic arms in parallel ; lll) Joint control of the attached arm and gripper in RAM may lead to an unreliable result in unstructured dynamic environments ; lV) Manipulated objects are often of irregular geometry, which makes them difficult to grasp with available RAM.

RPC-JaM

Dherbomez Caroline — 2026-05-07T09:23:53Z

RPC-JaM - Robot Parallèle Continu à Jambes Modulaires

Coordinateur : Quentin Peyron, Inria, CRIStAL

Équipe : DEFROST du Groupe Thématique CO2.

Partenaire : Bruno Fruchard, Inria, CRIStAL

Équipe : Loki du Groupe Thématique : I2C

Dates : 2025-2030

Résumé :

Le projet RPC-JaM vise à réaliser des avancées fondamentales sur les robots parallèles continus, une classe de robots déformables caractérisées par un assemblage en parallèle de jambes élastiques élancées. Leur flexibilité naturelle leur confère un degré d'adaptabilité et de sûreté en cas de contact avec l'environnement ou un opérateur humain les rendant particulièrement intéressants pour évoluer dans des environnements sensibles, comme dans des applications cobotiques ou médicales. Malgré leurs nombreux avantages observés et démontrés dans la littérature, ces robots sont cependant sujets à des problèmes de singularité et de perte de stabilité, de temps de calcul des modèles utilisés pour leur commande et de complexité de conception. Pour résoudre ces défis, nous proposons l'approche originale de les considérer comme l'assemblage de jambes élastiques modulaires, chacune équipée de son propre réseau de capteurs, d'actionneurs et d'unité de calcul.
Les objectifs du projet sont tout d'abord de répondre aux problèmes scientifiques fondamentaux cités, potentiellement simplifiés car envisagés à l'échelle d'une jambe et pas de la structure complète, avec un travail supplémentaire sur la coordination des jambes assemblées. Notre but est également de fédérer les acteurs français travaillant sur le développement de cette classe de robot en plein essor et de diffuser et confronter les résultats obtenus auprès du grand public. En effet, plutôt qu'un démonstrateur pour une application spécifique, nous proposons de valoriser les résultats de recherche au travers de la réalisation d'œuvres d'arts interactives utilisant un ou des robots parallèles continus qui seront exposées afin d'observer et analyser les retours de l'audience, ceci permettant d'aider à questionner les usages de la robotique parallèle continue. Le projet RPC-JaM rassemble 5 partenaires (Centre Inria de l'Université de Lille, LS2N à Nantes, FEMTO-ST à Besançon, ENSADLab à Paris, le Lieu Unique à Nantes.

Abstract :

The RPC-JaM project aims at advancing fundamentally the development of parallel continuum robots, a class of deformable robots obtained by assembling slender elastic legs in parallel. Their natural compliance enables them, to a certain degree, to adapt safely to their environment in case of contact, making them particularly interesting in tasks with sensitive environments such as medical interventions and cobotics. Despite all their advantages observed and demonstrated in the litterature, developing these robots comes with challenges such as the presence of singularities and elastic stability deficiency, models with high computation time, and a complex design. To solve these issues, we propose to follow an original approach where the robot is seen as the assembly of modular limbs, each one having its own sensors, actuators and processing units.
The objective of this project is first of all to tackle the previous scientific challenges, eventually simplified as they are considered as the limb level and not the entire structure, with an additional work on how the assembled legs cooperate. Our goal is also to federate french research on this strongly emerging topic, and to disseminate the results to the public. Indeed, instead of buiding demonstrators for specific applications, we propose to valorize these results through the developement of interactive art with one or several parallel continuum robots, which will be exposed, and to observe and analyse the people's reactions. The RPC-JaM project is composed of 4 partners (Centre Inria de l'Université de Lille, LS2N in Nantes, FEMTO-ST in Besançon, ENSADLab in Paris, le Lieu Unique in Nantes).

IRE

Dherbomez Caroline — 2026-04-24T08:57:10Z

IRE - La robotique pour redéfinir l'efficacité de la coloscopie

Keywords : Simulation-driven deep learning, Autonomous control of soft robots, Robot navigation in human body, Design-fabrication of soft robots, Intelligent Robotic Endoscope

Coordinateur : Kobenhavns Universitet, Danemark

Partenaire : Christian Duriez, Inria, Jeremie Dequidt, Université de Lille, CRIStAL

Équipe : DEFROST du Groupe Thématique : CO2.

Dates : 01/03/2024 - 29/02/2028

Résumé :

L'efficacité de la coloscopie à détecter un cancer dépend de la compétence de l'opérateur, ce qui pose des problèmes alors que la demande de dépistage augmente, en particulier dans les pays européens dotés de programmes nationaux. Dans ce contexte, le projet IRE, financé par L4UE, entend transformer la technologie traditionnelle des endoscopes. Plus précisément, il fusionnera les données relatives à l'opérateur humain, la modélisation biomécanique innovante, le retour d'information sensoriel et l'entraînement simulé de robotique molle. Le projet exploite un vaste ensemble de données de plus de 2 000 coloscopies, combinant l'expérience du monde réel avec une formation simulée sur des modèles biomécaniques. Il en résultera des robots intelligents capables de naviguer de manière autonome dans les méandres de l'anatomie humaine, élevant ainsi les standards de détection précoce du cancer.

Abstract :

In Intelligent Robotic Endoscopes (IRE) for Improved Healthcare Services we envision creating intelligent robotics solutions, extending current endoscope technology with robotics control that is based on learning from currently collected human operator data, coupled with novel bio-machanical modeling techniques, and sensory feedback as well as soft robotics phantom for training.

The challenge with colonoscopy is that the success rate of detecting cancer depends on the skills of the clinican that operates the endoscope. From a health and societal perspective, the number of colonoscopies is bound to increase as they are the only way to screen patients for early cancer detection. Many European countries have national screening programs. This is a very big market in need of improved technology.

IRE enables a new generation of intelligent robots that through data, simulation and learning can interact with the interior of a living human while communicating with a human operator. The huge variation of human anatomy and the dynamic effect of human physiology make it a complicated navigational task to use endoscopes. Entanglement, haemorrhage, and perforation risks create a critical and difficult environment to navigate autonomously in where even trained human operators meet challenges. We exploit one of the largest datasets on real-life colonoscopies with more than 2,000 operations to learn safe navigation, combined with simulated training on a population of biomechanical models of the abdominal region.

IRE boosts the design and configuration of the robotic endoscope using digital twins and simulation, and careful inclusion of clinicians will speed up the process of integration. IRE will raise the level of autonomy by building upon simulation, imaging, and learning to yield an increased interpretation and understanding of the complex real-world environments, capable of anticipating the effect of human motions, adapting and replanning to avoid entanglement.

PreMusic

Dherbomez Caroline — 2026-04-23T13:58:01Z

PreMusic - Le développement de la perception du rythme, de la naissance prématurée à la petite enfance : évaluer l'effet bénéfique des interventions musicales en réanimation

Coordinatrice : Sahar Moghimi, Institut national de la santé et de la recherche médicale

Partenaire : Florence Levé, MIS Université Picardie Jules-Vernes, Amiens, CRIStAL

Équipe : Algomus du Groupe Thématique : I2C

Dates : 2023 - 2026

Résumé :

Les prématurés passent une partie du troisième trimestre de gestation en réanimation, où ils sont privés des sons maternels/environnementaux normaux. Cela entraîne des perturbations du traitement temporel de l'information auditive ainsi que, plus généralement, des capacités cognitives. Dans une étude longitudinale, nous évaluerons l'impact d'interventions musicales chez les prématurés, sur le traitement des informations rythmiques auditives au cours du développement précoce. Nous comparerons la maturation des réponses neuronales aux stimuli auditifs rythmiques de 28 à 40 sAG chez les prématurés recevant et ne recevant pas d'intervention. L'étude longitudinale se poursuivra jusqu'à 18 mois pour comparer leurs réponses neuronales aux stimuli auditifs rythmiques, leurs capacités rythmiques comportementales et leur développement cognitif. Nous mènerons une approche de neuroimagerie en EEG HR. À partir de 6 mois, des échelles de développement et des tâches comportementales complèteront la neuroimagerie, pour aborder le développement cognitif et les manifestations comportementales d'éventuels déficits dans le traitement des informations portant sur le rythme, la perception du rythme et/ou la production d'activité rythmique. Il n'y a pas d'étude de l'impact de l'intervention musicale en réanimation sur la réponse neuronale aux stimuli auditifs rythmiques et aucune n'aborde cet impact au cours des premières années de la vie. Ce projet novateur préparera le terrain pour un programme d'intervention en réa visant à améliorer les capacités cognitives et donc la santé mentale des prématurés. L'expertise scientifique de notre consortium en (1) neurodéveloppement/perception du rythme, (2) traitement auditif/perception musicale, (3) théorie de la musique/composition, (4) compétences techniques dans l'analyse des signaux neuronaux, et (5) laboratoires impliqués en développement techniques/cliniques, créent une occasion unique d'aborder les questions soulevées dans ce projet.

Abstract :

Infants born prematurely spend a part of the period corresponding to the third trimester of gestation in the NICU, where they are deprived of normal maternal/environmental sounds. This may result in disturbances to auditory temporal processing and in turn the development of general cognitive capacities. In this longitudinal study we will evaluate the impact of musically oriented interventions in preterm infants in the NICU, on auditory rhythm processing in the course of early development. First we will compare the maturation of neural responses to rhythmic auditory stimuli from 28 wGA, to 40 wGA in premature infants receiving the intervention and premature infants not receiving the intervention. The longitudinal study will continue until 18 months to compare their neural response to auditory rhythm, behavioral rhytmic capacities, and cognitive development. We will conduct a neuroimaging approach using high-resolution electroencephalography. Starting from 6 months of age, developmental scales and behavioral tasks targeting rhythmic capacities will join our neuroimaging approach, to address also the cognitive/neuro-development, behavioral manifestations of possible deficits in rhythm processing, and both rhythmic perception and production capacities of the infants. There is no study yet addressing the impact of musical intervention in the NICU on the neural response to auditory rhythm and none addressing this impact during the first years of life. This innovative project will pave the ground to establish an NICU intervention program aiming to improve cognitive capacities and therefore the mental health in premature infants. The scientific expertise of our consortium in (1) neurodevelopment and rhythm perception, (2) auditory processing and music perception, (3) the theory of music and composition, (4) highly technical skills in the analysis of neural signals, and (5) technical/clinical labs, create a unique opportunity to address the questions of this project.

COSMAC

Dherbomez Caroline — 2026-04-23T10:26:32Z

COSMAC - Conception Optimale d'un Système Multi-énergies Appliquée aux bâtiments Commerciaux

Coordinateur : Mathieu Bressel, Junia, CRIStAL

Équipe : PERSI du Groupe Thématique : ToPSyS.

Date : 2022 - 2026

Résumé :

Vers des solutions Énergétiques Durables pour le Secteur du Bâtiment

Le secteur du bâtiment représente 44% de la consommation d'énergie en France et offre un potentiel considérable de réduction de l'impact environnemental au travers de l'énergie renouvelable. Cependant, ces systèmes ont l'inconvénient d'une production intermittente. Les bureaux d'études auront besoin d'outils pour concevoir et gérer un tel système intégrant des sources d'énergie renouvelable, du stockage et des profils de production/consommation difficiles à prévoir.

Vers un Dimensionnement et une Gestion Énergétiquement Efficaces dans les systèmes Multi-Sources avec Stockage d'hydrogène

Dans ce projet, nous proposons d'optimiser le dimensionnement et la gestion énergétique d'un système multi-source (solaire photovoltaïque, pile à combustible et réseau électrique de distribution) avec stockage d'hydrogène pour un bâtiment commercial, en tenant compte de plusieurs objectifs. L'optimisation du dimensionnement et de la gestion prendra en compte divers critères tels que l'autoconsommation, le coût énergétique, les interactions potentielles avec le réseau, l'intégration de nombreuses bornes de recharge pour véhicules électriques dans les parkings, le cycle de vie économique et écologique, ainsi que l'impact énergétique des utilisateurs. Le potentiel de l'hydrogène vert produit localement réside dans son stockage à long terme de l'énergie et de sa fourniture aux stations-services voisines.
Le produit final du projet sera un ensemble d'algorithmes pour relever ce défi. Il sera au cœur d'un outil (logiciel de conception de systèmes multi-énergétiques) destiné à être adaptable en fonction des usages, de la configuration du système et de la localisation géographique. Ces algorithmes présenteront les innovations suivantes :
1. L'adaptation à la topologie des bâtiments et de l'équipement (sources, stockage et charges) ;
2. Le stockage d'hydrogène pour alimenter une station-service ou pour une future réinjection via une pile à combustible (avec le soutien de batteries pour les transitoires) ;
3. L'approche d'optimisation sera dynamique (tenant compte de la variation temporelle) en considérant des modèles physiques, des données incertaines et une supervision énergétique ;
4. L'optimisation sera multi-objectifs, intégrant les coûts énergétiques, l'évaluation du cycle de vie, l'autoconsommation et les préférences des clients ;
5. L'intégration des contraintes et comportements des utilisateurs en examinant plusieurs scénarios possibles d'implication et d'incitations via des stations de recharge pour aider le réseau.

Abstract :

Unlocking Sustainable Energy Solutions for the Building Sector

Yhe building sector accounts for 44% of energy consumption in France and holds significant potential for reducing environmental impact. Therefore, retailers aim to introduce renewable energy production in their malls. However, these systems have the drawback of intermittent energy production. Design offices will require tools to design and manage a multi-energy system that incorporates renewable energy sources, storage, and production/consumption profiles that are challenging to predict.

Toward efficient Energy Management and sizing in Multi-Sources Systems with Hydrogen Storage

In this project, we propose optimizing the sizing and energy management of a multi-source system (photovoltaic solar, fuel cell, and electrical distribution network) with hydrogen storage for a commercial building, considering multiple objectives. The optimization of sizing and management will consider various criteria such as self-consumption, energy cost, potential interactions with the grid, integration of numerous electric vehicles charging stations in parking lots, economic and ecological life cycle, and user energy impact. The value of locally produced green hydrogen lies in its potential for long-term energy storage and supplying nearby gas stations.
The final deliverable of the project will be a set of algorithms to respond to this challenge. It will be the core of a tool (multi-energy systems design software) that is intended to be adaptive, according to uses, system configuration and geographical location. These algorithms will present the following innovations :
1. The adaptation to building topology and equipment (sources, storage, and loads) ;
2. The hydrogen storage to serve a gas station or for future reinjection via a Fuel Cell (with the support of batteries for the transients) ;
3. The optimization approach will be dynamic (considering time variation) considering physical models, data considered uncertain, and energy supervision ;
4. The optimization will be multi-objective, integrating energy costs, life cycle assessment, self-consumption, and customer preferences ;
5. The integration of user constraints and behaviors by investigating several possible scenarios of involvement and incentives through charging stations to help the grid.

SHYPRE

Dherbomez Caroline — 2026-04-21T12:28:35Z

SHYPRE - Stations d'HYdrogène Propre Résilientes

Coordinateur : Gareth Keeley, Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives

Partenaire : Jean-Yves Dieulot, Université de Lille CRIStAL

Équipe : PERSI du Groupe Thématique : ToPSyS

Dates : 2024 - 2027

Résumé :

Le but du projet est de concevoir de stations service d'hydrogène propre qui soient sûres et résilientes, utilisant des électrolyseurs à membrane échangeuse d'anions. Dans un premier temps, on évaluera les phénomènes de vieillissement qui ne sont pas bien connus. Une caractérisation expérimentale, incluant la détermination de courbes de polarisation et d'impédances électrochimiques sous conditions de cyclage, le comportement après dégradation volontaire des électrodes et membranes et inspection post-mortem sera effectuée. Les données de dégradation seront ensuite stockées dans une table qui permettra d'effectuer des interpolations, et, en parallèle, on déterminera un modèle mécanistique simplifié.
Un modèle d'électrolyseur AEM opérant en mode normal et en mode dégradé sera proposé, ainsi qu'une représentation stochastique de la production d'électricité renouvelable et de la consommation d'hydrogène. En particulier, on utilisera des processus de diffusion avec sauts, qui sont capable d'appréhender les sauts de puissance ou de consommation pendant le remplissage de véhicules. À partir de ce modèle, on pourra proposer une optimisation stochastique permettant de déterminer la gestion optimale des modes opératoires de la station.
Finalement, on couplera les deux modèles, ce qui permettra d'obtenir un contrôle commande tolérant aux dégradations et assurer le pronostic de l'installation. La comparaison avec un mode opératoire normal permettra de mieux appréhender la conduite d'un électrolyseur AEM qui minimise les dégradations et allonge sa durée de vie.

Abstract :

The aim of this project is to design resilient clean hydrogen refuelling stations which use anion exchange membrane (AEM) electrolysers. A first task consists of evaluating the ageing phenomena of these devices, which at present are not well understood. This will be done by electrochemical characterisation, i.e. polarisation curves and electrochemical impedance spectroscopy at regular intervals during cycling, and also evaluating the effects of controlled degradation of electrodes and membranes, and eventually end-of-test physical characterisation. Degradation data will then be compiled in a database to faciliate interpolation, and, in parallel, a simplified mechanistic model of degradation will be constructed.
Next, a model of the AEM electrolyser under both normal and faulty operation will be designed. A stochastic representation of renewable power sources and hydrogen consumption will be established, based on stochastic jump diffusion processes which are able to capture the power jumps tied to real-world refuelling. From the model, stochastic optimisation methods will be employed to yield an optimal operating mode management of the refuelling station.
Finally, the two models will be merged to provide a default-tolerant control/command accounting for degradation, ensuring the prognosis of the refuelling facilities. Comparison with normal operation will provide information about the suitability of the approach to design and modify AEM electrolysers so that degradation is mitigated and lifetime extended.

RAISIN

Dherbomez Caroline — 2026-04-21T08:56:26Z

RAISIN - Analyses statiques tenant compte des limites

Coordinateur : Raphaël Monat, Inria, CRIStAL

Équipe : SyCoMoRES du Groupe Thématique : SISE.

Date : 2024 - 2028

Résumé :

Une approche visant à réduire le nombre de bogues est l'analyse statique sûre des programmes. Les analyseurs statiques proposent un nombre important d'options de configuration qui permettent aux utilisatrices et utilisateurs de choisir différents compromis performance-précision. Le but de ce projet est de développer des techniques permettant aux analyseurs statiques de prendre en compte l'usage de leurs ressources. Ces techniques trouveront automatiquement la meilleure configuration pour l'analyse afin de produire les résultats les plus précis tout en respectant une enveloppe de ressources fournie (temps CPU, utilisation maximale de la mémoire). Ce projet rendra les analyseurs statiques plus utilisables, simplifiera leur utilisation dans les cycles de développement industriels (où chaque cycle a des contraintes de ressources différentes), et développera une approche de l'analyse statique avec des limites de calcul adaptées à la fin de l'ère de la loi de Moore.

Abstract :

One approach aiming at reducing the number of bugs is sound static program analysis. Static analyzers come with a variety of configurations, allowing users to choose different performance-precision trade-offs. The goal of this project is to develop techniques enabling resource-aware static analyses, that will automatically find the best configuration for the analysis in order to yield the most precise results while respecting a provided resource envelope (CPU time, peak memory usage). This project will improve the usability of static analyzers, simplify their use in industrial development cycles (where each cycle has different resource constraints), and develop a computing-within-limits approach to static analysis fitting to a post-Moore's law era.

HOPR

Dherbomez Caroline — 2026-04-20T14:17:16Z

HOPR - Raisonnement à l'ordre supérieur probabiliste et sensible aux ressources

Coordinateur : Patrick Baillot, CNRS, CRIStAL

Équipe : SyCoMoRES du Groupe Thématique : SISE

Dates : 2025 - 2029

Résumé :

La transition numérique s'accompagne de risques croissants en sécurité et en protection de la vie privée. Les méthodes formelles, au départ motivées par la vérification des logiciels critiques, ont été graduellement appliquées à la cryptographie et à la protection de la vie privée. En particulier les assistants de preuve spécifiques Easycrypt et Squirrel permettent de prouver la sécurité de constructions cryptographiques. La confidentialité différentielle, elle, est une notion de protection de la vie privée reposant sur des garanties statistiques. Vérifier qu'un programme donné satisfait la confidentialité différentielle peut cependant être difficile, et des méthodes formelles ont aussi été introduites à cet effet. Une différence entre Easycrypt/Squirrel et l'assistant de preuve généraliste Coq est que Coq gère les fonctions d'ordre supérieur, c'est-à-dire les fonctionnelles qui prennent des fonctions comme arguments. Ceci permet des preuves modulaires, et a ouvert la voie à la vérification de compilateurs et de théorèmes mathématiques. Squirrel et Eastcrypt ne disposent que d'une forme limitée d'ordre supérieur, insuffisante pour une véritable modularité, et ne permettent pas non plus de raisonner sur la complexité des attaquants. Cela vient de la difficulté de combiner dans un cadre logique commun trois caractéristiques : le calcul d'ordre supérieur, le raisonnement probabiliste et le calcul de complexité bornée. Notre 1er objectif est de définir des cadres logiques capables de gérer ensemble ces caractéristiques. Notre 2e objectif est d'exploiter ces cadres logiques dans les deux domaines d'application précédents. En cryptographie, nous étendrons le traitement de l'ordre supérieur et de la complexité de Squirrel et Easycrypt. En confidentialité différentielle nous définirons une nouvelle logique permettant à la fois la vérification de primitives et la définition de règles de typage permettant d'automatiser la vérification de grands programmes.

Abstract :

The digitalization of our societies comes with increasing risks in security and privacy. Formal methods based on logic initially developed for verification of critical software have been progressively applied to cryptography and privacy. In particular some domain-specific proof-assistant tools like Easycrypt and Squirrel can prove security of cryptographic constructions in the computational model, which provides strong guarantees. Differential privacy is a well-accepted notion of privacy relying on statistical guarantees. Ensuring that a given program is differentially private can however be a difficult task, and some formal methods have also been introduced for that. One difference though between the specialized tools above and the general-purpose Coq proof-assistant is that Coq supports higher-order functions, that is to say functionals which can take functions as arguments. This allows for modular proofs, which have been the key to some successes in verification of compilers and mathematical theorems. Squirrel and Easycrypt currently only feature a limited form of higher-order which is not sufficient for full modularity. They also lack reasoning on the complexity of attackers. This is due to the difficulty of combining in a common logical framework three advanced features : higher-order computation, probabilistic reasoning and representation of complexity-bounded computation. Our first objective is thus to define some logical frameworks that can handle together these features. Our second objective is to use these logical frameworks in the two application domains mentioned above. In cryptography we plan to extend the higher-order features and complexity analysis capabilities of Squirrel and Easycrypt. In differential privacy we plan to define a new Hoare logic combining the benefits of two existing approaches, that is to say allowing both for verification of primitives and for defining typing rules allowing to automate verification of large programs.