CentraleSupélec

CentraleSupélec a pour ambition de devenir une institution de formation de référence internationale. Pour y parvenir : son excellence dans le domaine des sciences fondamentales et appliquées telles que les mathématiques, physique, sciences de l’information et technologies de l’ingénieur, énergétique, procédés, mécanique et génie industriel.

Grands équipements

Pour soutenir ses activités de recherche, CentraleSupélec a  développé des plates-formes de technologiques de pointe, dans le cadre d’équipements propres ou de collaboration avec ses principaux partenaires.

 

SINAPSE : salle 3D immersive pour la recherche et l’enseignement

 

Dans le cadre de l’Equipex Digiscope, CentraleSupélec a développé l’équipement Sinapse (Salle Interactive Numérique d’Affichage pour Pédagogie et Science d’Excellence), un mur d’images reposant sur un système de rétroprojection en 3D sur un écran d’environ 10m2. Les utilisations principales de la plateforme sont la visualisation de données scientifiques issues du calcul haute performance, l’enseignement et les projets d’élèves.

 

 

Pour augmenter l’immersivité, el suivi du mouvement est assuré par 4 caméras infra-rouges. La puissance de calcul pour le rendu temps réel est assurée par une machine possédant 32 cœurs, 1 To de RAM, 2 cartes graphiques Nvidia K6000 et des disques SSD.

 

 

Mésocentre de calculs : de très hautes performances

 

Actif depuis 2010, le mésocentre de CentraleSupélec offre un service de haute performance pour la recherche dans le domaine de la simulation numérique. Y sont en effet développées de nouvelles méthodes numériques adaptées au calcul parallèle, et des codes destinés aux supercalculateurs nationaux et européens. C’est aussi un lieu de rencontre et d’échange de savoirs par le biais de séminaires et de formations.

 

 

Jusqu’en 2014, il offrait une puissance de 816 cœurs de calcul et plus de 2 Tera octets de mémoire vive et environ 30 Tera octets de stockage, la plateforme enregistrait un taux de charge proche de la saturation, notamment dû à son nombre croissant d’utilisateurs. L’extension mise en place offre 288 cœurs de calcul et 384 Giga octets de mémoire supplémentaires, avec pour résultat des machines plus rapides et plus efficaces.

 

Microscope MEB-FIB Helios 660

 

Au sein du laboratoire MSSMat, l’Helios-660 combine micrsoscopie électronique à balayage (MEB) et usinage ionique de haute précision à l’aide d’un faisceau focalisé (FIB). Il est équipé d’outils d’analyse cristallographique (EBSD) et chimique, ainsi que de 7 différents détecteurs pour l’imagerie électronique.

 

 

Il permet ainsi :

  • une imagerie haute résolution de la surface d’échantillons (résolution allant jusqu’à 0,7 nm en basse tension) ;
  • le prélèvement d’échantillons tels que la préparation de lames MET observées ensuite potentiellement jusqu’à la résolution atomique ;
  • la caractérisation complète de la microstructure en trois dimensions (analyse cristallographique et chimique) ;
  • l’observation des interfaces à ces échelles ;
  • la reconstruction tridimensionnelle d’un échantillon, par exemple de nanoparticules et de leur enchevêtrement ;
  • l’usinage de petits échantillons prélevés à des endroits précis de la surface sur des échantillons conducteurs ou non (neutraliseur de charges disponible pour les échantillons isolants).

La colonne électronique (500 V-30 kV) permet, grâce à un monochromateur ainsi qu’une platine de décélération de faisceau, d’atteindre des résolutions sub-nanométriques. Elle est équipée de nombreux détecteurs pouvant éventuellement superposer leurs signaux permettant ainsi de révéler au mieux les plus petits détails de la microstructure. La colonne ionique, avec une résolution de 4 nm, permet un gravage précis de structures complexes à l’échelle nanométrique que ce soit pour la préparation de lames pour la microscopie en transmission ou pour la caractérisation tridimensionnelle.

 

MET TITAN

 

Le TITAN3 G2 peut fonctionner avec plusieurs tensions (60 à 300 kV), permettant un compromis entre résolution ultime et dégradation du matériau. D’une très grande stabilité, il peut fonctionner en mode sonde avec correction d’aberrations, d’où une très bonne résolution spatiale.

 

 

Couplé aux différents moyens d’analyse (chimique par dispersion d’énergie X, ainsi qu’électronique par pertes d’énergie des électrons), ce mode permet d’obtenir une cartographie à la fois structurale, chimique et électronique des matériaux à l’échelle atomique. Autre possibilité de couplage, la tomographie avec les analyses chimiques précédemment citées permet une véritable nanotomographie chimique car présentant une résolution ultime de 1 nm. Plusieurs autres modes d’observation cités auparavant peuvent être couplés.

 

Torche à plasma

 

Inaugurée en novembre 2014, la torche à plasma a été créée au sein du laboratoire EM2C  pour tester les matériaux qui protègent les capsules spatiales lorsqu’elles pénètrent l’atmosphère.

 

 

Complétant les technologies existantes pour l’étude de la rentrée atmosphérique, cette torche offre assez de puissance pour générer des plasmas d’entrée réalistes, à des températures allant jusqu’à 10 000 K.

Elle est en outre équipée de diagnostics optiques de pointe afin de mieux comprendre la physique du rayonnement et de l’ablation, et contribuer ainsi au développement de modèles plus précis de ces phénomènes. Plus globalement, elle sera d’une aide nouvelle et précieuse pour renforcer la recherche européenne et la technologie dans le domaine des plasmas spatiaux.

 

Smart Room

 

La SmartRoom est une plateforme d'expérimentation du campus de Metz de CentraleSupélec.

Elle intègre un réseau de capteurs (caméras, microphones) et des systèmes de diffusion d'information (écrans, haut-parleurs). La plate-forme robotique permet d'expérimenter les recherches réalisées dans le domaine de la robotique cognitive et interactive dans un environnement ou cohabitent personnes et robots.

 

 

Cette plateforme permet de mettre en situation les recherches menées par les équipes de recherche de l'UMI n°2958 GeorgiaTech-CNRS (IDMaD et MALIS) dans les domaines du traitement du signal, de l'apprentissage numérique et symbolique et du calcul distribué.

Elle est également ouverte à d'autres projets extérieurs académiques ou industriels.

 

Light stage

 

Alors que les géants de la création multimédia s’arrachent les meilleurs infographistes pour concevoir des films et des jeux-vidéo toujours plus réalistes, des chercheurs de l’Université de Californie du Sud ont mis au point un scanner 3D haute résolution permettant de capturer les propriétés lumineuses (texture et réflectance) de n’importe quel objet, vivant ou non.

Les raisons de tels travaux de recherche ? Le cerveau humain est capable de discerner les images de synthèse des images réelles avec un taux de réussite dépassant l’entendement. Cette capacité est d’autant plus affutée qu’il s’agit d’un visage humain, la plus petite imperfection lui faisant perdre toute trace de réalisme.

C’est ici que la technologie Light Stage intervient. Celle-ci est capable de générer un modèle lumineux 3D ultra-haute définition d’un visage humain voire d’un acteur complet ! Il suffit alors d’utiliser un algorithme adapté pour intégrer ce modèle dans une scène donnée. Le résultat est bluffant, et même nos cerveaux ne parviennent plus à faire la différence.

Un groupe de quatre étudiants du campus de Rennes s’est lancé dans la réalisation d’un tel système, une première en France !

 

 

La technologie Light Stage mise en lumière

Cartographie des normales, obtenues par un Light Stage

Un modèle complet de visage humain est donné par un modèle 3D ultra fin associé à une texture et à une matrice de réflectance. La prouesse réalisée par la technologie Light Stage actuelle est notamment la capture de ce modèle 3D, les technologies antérieures ne permettant l’extraction que d’un modèle grossier par stéréoscopie.

L’obtention d’un tel degré de détail est rendue possible grâce à l’exploitation des propriétés spécifiques de la peau : la lumière directement réfléchie conserve sa polarisation, alors que celle réfléchie par transluminescence la perd partiellement. Par filtrage et différence, il est possible d’extraire la réflexion spéculaire du visage, selon toutes les directions de l’espace.

C’est cette information qui, par transformations mathématiques assez simples, révèle les moindres détails de la géométrie du visage, jusqu’au moindre pore de la peau !

 

Plateforme de spectroscopies électroniques

 

Cette plateforme est utilisée par la Laboratoire de Génie Electrique de Paris (UMR 8507 CNRS / SUPELEC).

Principe des spectroscopies électroniques : Analyse chimique de surface des matériaux (sauf H et He) et information sur leur structure électronique. Analyse qualitative, quantitative et non destructive sous ultravide (10-9 -10-10 Torr).

 

Profondeur d’analyse : Spectroscopie de photoélectrons X (XPS) :3 à 5 nm; Spectroscopie Auger :de l'ordre de 2 nm; Spectroscopie de photoélectrons UV (UPS) :1 nm

Contact : David Alamarguy.