Avec le synchrotron Soleil, l'IoT rayonne dans le monde scientifique Les équipes du synchrotron Soleil, un accélérateur de particules, prévoient de déployer des objets connectés pour assurer la supervision de ses équipements et garantir aux chercheurs la bonne quantité de lumière utilisée dans les expériences.
Sur le plateau de Saclay près de Paris, alors que le campus est en cours de construction, un grand bâtiment circulaire se démarque dans le paysage : le synchrotron Soleil. Comme l'astre, cet accélérateur de particules émet de la lumière. Plus précisément, les scientifiques récupèrent les différents rayonnements (9 ordres de grandeurs d'énergie sont produits, des infrarouges aux rayons X, en passant par les ultraviolets) émis par les électrons dans l'accélérateur et les exploitent pour leurs expériences. C'est au synchrotron Soleil qu'ont notamment été analysés des poussières de comètes, du vernis de Stradivarius pour déterminer l'influence de la matière sur le son, ou encore des perles de nacre pour comprendre leur croissance et les paramètres influant sur leur forme. Le synchrotron produit 5 000 heures de faisceaux de lumière par an sur 29 lignes de lumière desservant des laboratoires d'analyses spécialisés. La difficulté : garantir aux utilisateurs qu'il n'y aura pas de défaillance. Car le temps de faisceau est limité et la moindre vibration peut réduire une expérience à néant. C'est pour cet usage de supervision des instruments que l'IoT entre en jeu.
D'ici à 2027, une nouvelle machine devrait remplacer l'actuelle et les objets connectés seront intégrés au projet, notamment pour assurer la maintenance prédictive. Yves-Marie Abiven, responsable du groupe Electronique Contrôle Acquisition au synchrotron, a pris en main le sujet aux côtés des équipes informatiques pour introduire ces technologies dans cet upgrade du synchrotron. Une fois amélioré, ce dernier permettra des expériences 10 000 fois plus rapides que les actuelles, dotée d'une résolution à l'échelle nanométrique. Les objets connectés seront intégrés dans la solution. Pour bien comprendre la technologie, déterminer la solution adéquate dans l'environnement de l'accélérateur – (proche d'un milieu industriel avec ses tubes en aluminium et le bruit des machines) – et développer cette connaissance en interne, il a suivi de mai à décembre 2021 la formation continue du cursus CES IoT à Télécom Paris Executive Education.
"Sa principale interrogation était de savoir comment aborder un projet IoT. Dans les travaux collectifs, nous l'avons fait travailler sur des études de marché pour architecturer une solution", raconte Denis Beautier, responsable pédagogique. Lors de sa soutenance de mémoire en décembre, à laquelle sa direction était présente, Yves-Marie Abiven a présenté les atouts d'une supervision par des objets connectée en Bluetooth Low Energy. "Sans cette formation, je n'aurais pas pensé à appliquer du Bluetooth à un usage industriel", reconnaît-t-il. Yves-Marie Abiven doit encore valider l'absence d'interférence mais l'intérêt est manifeste dans les stations expérimentales dédiées aux échantillons, "où le filaire empêche parfois de bien positionner les capteurs".
L'atout majeur de l'IoT dans son secteur : le temps réel. Pour la ligne appelée Nanoscopium, longue de 155 mètres de long et qui permet de présenter un faisceau de 70 nanomètres sur un échantillon, en médecine ou en paléo géobiologie, "il faut monitorer toute une chaîne mécatronique – dont les systèmes de chauffage, ventilation et climatisation (CVC) qui contribuent à la stabilité des instruments. Aujourd'hui pour en vérifier les dérives mécaniques ou des vibrations, il faut parfois arrêter les expériences pour faire les mesures. Demain avec l'IoT, les mesures pourront être relevées en temps réel, les équipes pourront suivre les données sur leur smartphone et intervenir de manière préventive", explique Yves-Marie Abiven. Ses recherches pendant sa formation à Télécom Paris Executive Education ont également porté sur le maintien en condition opérationnelle (MCO) des objets afin d'assurer une évolutivité des solutions sans développement futur.
"L'avantage du synchrotron est d'utiliser la plateforme Tango pour administrer ses équipements et bénéficier d'une interface assurant l'interopérabilité", souligne Yves-Marie Abiven. Structurée comme une plateforme IoT open source sécurisée et gérant déjà plus de 50 000 équipements divers, Tango est dimensionnée pour un passage à l'échelle. "Cette plateforme big data est utilisée dans le monde scientifique par les communautés des autres synchrotron (on en trouve deux en France, celui-ci et à Grenoble, ndlr) et par des télescopes géants, comme le SKA en Australie, ce qui positionne Tango dans le panorama des plateformes IoT", met-il en avant.
Aux yeux de Yves-Marie Abiven, qui effectuera un POC dans les mois à venir, le monde scientifique pourrait en effet constituer une verticale propre à l'IoT. "Nous avons nos propres spécificités mais des besoins similaires", indique le responsable opérationnel, rappelant que le CERN a déployé un réseau LoRaWAN. Sa formation continue lui a par ailleurs permis d'entrevoir les possibilités de la 5G pour piloter les robots des scientifiques ou des détecteurs connectés. Le synchrotron brille aussi de multiples projets IoT.

Sur le plateau de Saclay près de Paris, alors que le campus est en cours de construction, un grand bâtiment circulaire se démarque dans le paysage : le synchrotron Soleil. Comme l'astre, cet accélérateur de particules émet de la lumière. Plus…
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