Démarche d’ingénierie système pour la conception d’un système complexe. Application au cockpit intelligent du véhicule autonome.

Au sein d’un campus scientifique d’excellence mondiale (Paris-Saclay), vous prendrez une part active dans un institut de recherche technologique de niveau international dans le domaine de l’Ingénierie numérique des systèmes.
Adossé aux meilleurs organismes de recherche français du domaine (Inria, Institut Mines-Télécom, CentraleSupélec, CEA, etc.) et constitué par des équipes mixtes académiques et industrielles, cet institut a pour mission de produire des travaux de recherche et développement permettant d’améliorer l’état de l’art , de générer de nouvelles technologies et solutions en s’appuyant sur les percées de l’ingénierie numérique et de diffuser ses connaissances et compétences dans tous les secteurs économiques.

Plus spécifiquement, les défis industriels auxquels SystemX se propose de contribuer à relever pour le développement et le déploiement de services et solutions de Transport autonome sont les suivants :

• Modéliser et simuler des systèmes de transport autonome.
• Concevoir des architectures sûres et prêtes aux évolutions pour le véhicule autonome.
• Développer des plateformes matérielles et logicielles sécurisées et sûres.

Poste

Contexte de la thèse 
La conduite autonome fait face à de nombreuses contraintes d’ordre technologique, environnemental ou réglementaire avec des impacts sur les usages et les comportements. Elle remet en question le statut même du conducteur. La conduite du véhicule par ce dernier doit évoluer en fonction du niveau d’automatisation de la conduite. Au plus haut niveau d’automatisation, le conducteur devient un passager presque comme les autres. Sa manière d’interagir avec le véhicule et l’environnement de conduite doit prendre en compte cette évolution. Aussi, le système de conduite doit permettre des interactions propres aux différents niveaux de délégation de conduite du véhicule.

L’IRT SystemX travaille avec ses partenaires industriels et académiques dans plusieurs projets afin de rendre les systèmes de transport autonomes de plus en plus Intuitifs et personnalisables. Cette thèse s’inscrit dans un projet collaboratif dont les objectifs sont :

  • La conception d’IHM utilisant plusieurs modalités sensorielles pour un véhicule partiellement automatisé.
  • La définition de produits en adéquation avec les modalités sélectionnées.
  • Des recommandations d’IHM :
    o permettant une bonne adéquation entre la technologie et les usages,
    o en ligne avec une roadmap technologique pérenne.

Description de la thèse
La diversité des solutions disponibles pour répondre aux besoins des utilisateurs ne cesse de croitre. Elle rend difficile la réutilisation de chaque solution dans le contexte d’une utilisation donnée. Par conséquent, la conception de systèmes mettant en œuvre ses différentes solutions pour répondre aux exigences des clients avec un niveau de performance optimal tout au long de son cycle de vie, et à faible coût, représente un défi important. L’exploration de l’espace des solutions nécessite une approche rigoureuse nécessitant un pont adaptatif entre les exigences de haut niveau et les solutions technologiques. En premier lieux, un cadre de conception architecturale couplé à des modèles d’optimisation multi-objectifs et multidisciplinaires permet de structurer, organiser et identifier des architectures génériques qui peuvent être utilisées de manière rentable pour différentes exigences. De cette manière, il est possible d’accélérer la conception de nouvelles solutions système en se basant sur des conceptions existantes. En second lieu, une approche de conception basée sur des modèles de simulation offre une précieuse aide à la décision en justifiant les choix de conception pour guider la réalisation d’un système industriel complexe. Dans la recherche de solutions cohérentes et faisables, il est nécessaire de gérer les compromis résultants des différentes décisions prises pour répondre aux attentes des différents experts impliqués compte tenu de toutes les contraintes de conception inhérentes à l’environnement du système. Les modèles résultants servent alors de référence pour la gestion de la variabilité et l’incertitude. Leur exploitation permet d’adapter la conception technique aux différents contextes d’utilisation, comprenant les modèles commerciaux associés, tout en réduisant les coûts d’ingénierie et les délais de mise sur le marché (time to market) par la réutilisation de modèles de simulation.

L’objectif de ce travail de recherche est d’adapter une approche d’architecture de systèmes basée sur les modèles dans un contexte organisationnel particulier avec pour objectif de réduire les coûts d’ingénierie et les délais de mise sur le marché par l’utilisation de la simulation. L’approche proposée doit tenir compte 1) du cycle de vie du système et des « ilities » associées telles que (maintainability, sustainability, adaptability, etc.), 2) du niveau de maturité TRL des technologies, 3) de la valeur proposée par l’usage du système. Les résultats la thèse seront illustrés par des exemples pratiques dans le contexte de choix de modalités IHM du cockpit d’un véhicule autonome selon les cas d’usage définis dans le cadre du projet. Un focus particulier sera porté sur les modalités réalisables par des technologies du verre embarquées dans le cockpit.

Les vitrages sont une source d’affichage d’information et d’interactions. Dans le cadre du projet, des explorations seront réalisées sur des fonctionnalités comme l’opacification, les interactions (visuelles, tactiles, sonores), les affichages intégrés, ou les éclairages. L’intégration de ces fonctionnalités devra être réalisée dans une démarche d’ingénierie des systèmes : en partant du cahier des charges défini par le constructeur, il faut identifier les solutions réalisables devant être intégrés dans un cockpit automobile en prenant en compte les caractéristiques environnementales (vibratoires, températures, niveaux de luminosités, compatibilité électromagnétiques) et topologiques (position de projecteurs, afficheurs, surfaces tactiles ergonomiquement viables).

Activités prévues dans la thèse
• Faire un état de l’art des méthodes d’aide à la décision pour la conception de systèmes complexes et sur les systèmes cockpit des voitures autonomes.
• Proposer un modèle d’architecture système générique du système cockpit et l’instancier pour le cas d’usage du projet
• Lister et spécifier quelques modalités à étudier et les technologies associées avec un focus sur les technologies verre.
• Définir les modalités et leurs critères d’évaluation (Exemple : performance, coût, maturité, acceptabilité, durabilité, adaptabilité, expérience utilisateur, compatibilité, universalité, etc.) et les évaluer
• Construire des modèles de coûts (produit, conception, développement, etc) en se basant sur des données existantes (modèle de régression) et les évaluer
• Evaluer le modèle dans un environnement de simulation et proposer des recommandations sur la base des résultats obtenus.

Encadrement
La thèse sera inscrite à l’école doctorale Interfaces de l’Université Paris-Saclay. Sa direction sera assurée par Dr. Marija Jankovic, Professeur à CentraleSupélec et membre du laboratoire LGI, et Dr. Abdelkrim Doufene, Responsable coordination du programme Transport Autonome à l’IRT SystemX.
Le doctorant sera rattaché au Directeur de programme Transport Autonome et rapportera les évolutions de sa thèse au responsable de l’axe « Ingénierie Système et Logicielle » de la direction scientifique.
Le poste est basé à Palaiseau.

Profil

Titulaire d’un diplôme de master / ingénieur dans le domaine de l’informatique, vous avez une première expérience professionnelle dans le domaine de la conception des systèmes.

Compétences :

  • Connaissance de l’ingénierie des systèmes à base de modèles.
  • Compréhension des enjeux et défis liés à l’usage des véhicules autonomes.

Qualités professionnelles :

  • Doté de capacités d’analyse, d’une forte autonomie et d’un esprit d’équipe, le doctorant devra faire preuve de réelles dispositions pour la recherche, tout en assurant un reporting précis aux partenaires du projet SystemX.
  • Aptitude à communiquer aussi bien à l’oral qu’a l’écrit (français et anglais).

 

REF : DOP 060
Pour postuler : jobs@irt-systemx.fr