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Annexe 5 : fiche 5.1

 Sous-projet n° 1 : Mathématiques et STIC

Responsables français: M. Lionel SCHWARTZ (Paris 13), M. Tien Zung NGUYEN (Toulouse 3)

M. Bernard JOURNET (ENS Cachan), M. Daniel HAGIMONT (ENSEEIHT)

1.1 STIC thème 1 : Composants et systèmes opto-microondes pour les télécommunications

- Cette thématique est déclinée complémentairement sous les aspects enseignement et recherche

Île-de-France : SATIE & LPQM - Institut d'Alembert, Ecole Normale Supérieure de Cachan

IEF, Université Paris XI, Orsay

Vietnam : Institut des Sciences des matériaux, ASTV à Hanoi, Institut Polytechnique de Hanoi et Université Nationale du Vietnam à Hanoi (Collège de Technologie)

1.2 STIC thème 2 : Adaptation dynamique dans des applications multimédia réparties

- Tâche 1 : plates-formes à composants logiciels pour applications adaptables

- Tâche 2 : Adaptation dynamique dans les applications multimédia réparties

Midi-Pyrénées : Laboratoire IRIT, Université de Toulouse

Vietnam : Laboratoire MICA, Institut Polytechnique de Hanoi

1.3 STIC thème 3 : Analyse et traitement d’information avec contrôle de qualité inspirée du système visuel humain

- Tâche 1 : Restauration numérique et qualité des séquences d’images dégradées

- Tâche 2 : Codage de source et de canal pour des applications multimédia

Île-de-France : Laboratoires LIPN et L2TI, Villetaneuse Paris XIII

Vietnam : Center or Information Infrastructue Development (C.I.I.D), Institut of Information Technology (IOIT), VAST, Hanoi; Institut de Films du Vietnam, Hanoi

2. Mathématiques fondamentales, avec plusieurs thématiques:

- Analyse, analyse complexe et géométrie complexe

- Topologie et géométrie , Algèbre commutative, arithmétique, et cryptographie

- Analyse appliquée, calcul scientifique, optimisation, traitement d’images

- Probabilités et statistiques, mathématiques économiques et financières

Île-de-France : Universités Paris 13, Paris 7, Paris 6, Paris Sud, Ecole Polytechnique, ENS Cachan

Midi-Pyrénées : PRES de Toulouse: Toulouse 3, Toulouse 1, INSA, INRA

Vietnam : à Hanoi l'Institut de Mathématiques (VAST), l'Université Nationale de Hanoi (Collèges des Sciences Naturelles et Institut de l'Informatique de l'Université), l'ENS Hanoi (Faculté de Mathématiques et le Centre de math. financières et industrielles); à Ho Chi Minh Ville l'Université Nationale de HCM Ville (Collège des Sciences Naturelles), l'Université Internationale de HCM Ville
Ce premier sous-projet est consacré aux Sciences et Technologies de l'Information et de la Communication, et aux Mathématiques fondamentales et appliquées. Sont impliqués des laboratoires des régions Île de France et Midi-Pyrénées.

En ce qui concerne le STIC, la lecture du tableau ci-dessus fait apparaître un champ disciplinaire très vaste preuve du très large développement des coopérations touchant au domaine des technologies de l'information entre la France et le Vietnam. Les thématiques proposées vont des aspects matériels (technologies du support de communication) jusqu'aux méthodes de traitement de l'information.

L'aspect varié des projets ne doit pas masquer que ce qui est au cœur de l'ensemble de ces thématique est bien l'information : la concevoir la transmettre et la traiter. Les technologies du futur pour la transmission de l'information seront basées sur des composants et systèmes alliant optique et microondes et sur des techniques de codage adaptées à la complexité des supports et des différents types d'informations ; son traitement devra s'appuyer sur des méthodes sophistiquées inspirées par le fonctionnement du cerveau et du système d'analyse humain ; les interactions homme-information nécessiteront des applications fondamentalement mulimédia donc d'une complexité perpétuellement croissante qui demanderont de nouvelles techniques d'analyse et de calcul. Il n'y aura pas d'avancées à long terme sur la connaissance de l'information au sens large sans base théorique moderne, c'est ce qu'apporteront les développements mathématiques.

La partie Mathématique est un projet global de coopération avec le Vietnam, qui couvre la majorité de domaines mathématiques et applications. L'histoire antérieure de cette coopération ci est rappelée brièvement plus loin. Le projet se base sur les coopérations existantes avec des institutions de Hanoi et du nord (notamment de la VAST) plus orientées vers les mathématiques fondamentales mais en train de s'étendre vers les mathématiques appliquées (entre autres traitement d'images, mathématiques discrètes). Il se base aussi sur des coopérations avec des institutions de Ho Chi Minh Ville et du sud qui sont elles plus orientées vers les mathématiques appliquées (optimisation, contrôle, calcul scientifique). Ces coopérations impliquent l'essentiel des centres de recherche en mathématiques au Vietnam. Les mathématiques (algorithmes, cryptographie, statistiques, etc.) jouent un rôle très important dans le développement de STIC, des mathématiciens de diverses universités (Limoges, Paris 13 en particulier) participent au projet STIC de l'USTH. Des disciplines "fondamentales" (géométrie algébrique, topologie) ont développé des liens avec le traitement d'image et la robotique. Ceci justifie le lien entre STIC et mathématiques dans la demande globale. Mais au-delà, la modélisation mathématique, le calcul scientifique fondamentaux en aéronautique, en physique, sciences des matériaux et même en biologie seront des piliers indispensables pour le futur développement de l'USTH.

La France a des liens forts avec le Vietnam en mathématiques, les collaborations passées ont montré leur efficacité. Il convient de continuer à soutenir et développer les collaborations actuelles en analyse complexe, algèbre et géométrie, optimisation, EDP, et mathématiques discrètes, qui vont être à la base de la création d'un Laboratoire International Associé (LIA). Mais nous souhaitons aussi étendre le champ des applications, et développer la coopération vers les probabilités et les statistiques, les mathématiques financières, et le calcul scientifique, entre autres. Ceci passe prioritairement par la formation de doctorants.

Les équipes intervenant dans ce sous-projet sont d'envergure nationale et internationale et elles ont déjà su développer des coopérations avec les plus importants laboratoires et universités du Vietnam (Académie des Sciences et Technologies du Vietnam à Hanoi, Institut Polytechnique de Hanoi, Université Nationale du Vietnam à Hanoi, ENS Hanoi et à Ho Chi Minh Ville). C'est une assurance de la réussite des projets de coopération proposés ici.

Budget : Il est fondamental de pouvoir soutenir les efforts notamment en facilitant les contacts entre équipes et en permettant les échanges de jeunes chercheurs entre les équipes partenaires en particulier dans le cadre de formations doctorales mais aussi en soutenant des activités coordonnées de recherche et de formation. Les différents intervenants sont conscients du fait de leurs précédentes coopérations des besoins liés à l'organisation de missions vers la France ou vers le Vietnam.

Annexe 5 : fiche 5.1 – STIC Thème 1

STIC-1. Composants et systèmes opto-microondes pour les télécommunications

Laboratoires impliqués

- Laboratoires SATIE UMR 8029 et LPQM UMR 8537, ENS Cachan, France

- Laboratoire IEF UMR 8622, Université Paris XI, France

- Institut pour les Sciences des Matériaux, Académie des Sciences et Technologies du Vietnam, Hanoi, Vietnam

- Faculté d'Electronique et Télécommunications, Faculté de Physique Appliquée, Institut Polytechnique de Hanoi, Vietnam

- Université Nationale du Vietnam à Hanoi (Collège de Technologie)
Objectifs généraux de la coopération

L'objectif de cette coopération est de travailler sur les composants opto-microondes du futur, et cela à la fois sur les volets enseignement et recherche. Les intervenants de ce projet ont tous cette double compétence permettant d'enrichir mutuellement ces deux aspects de la formation et de la recherche.

Les composants opto-microondes peuvent intervenir aussi bien dans leur domaine de prédilection que sont les télécommunications mais aussi dans d'autres domaines applicatifs comme les capteurs chimiques, biochimiques voire biologiques. Dans tous les cas se sont bien des composants intervenant dans un traitement de l'information au sens large. Une part importante du développement de ces composants relève de matériaux innovants, de technologies de fabrication mais aussi du traitement de données. Ces composants doivent être intégrés dans des systèmes permettant leur mise en œuvre dans un cadre applicatif.
Participants

- M. Bernard JOURNET, SATIE ; M. NGUYEN Chi Thanh, LPQM, ENS Cachan

- M. Eric CASSAN, IEF Paris XI

- M. VU Van Luc & VU Doan Mien, Laboratoire des Lasers à Semiconducteurs, Institut pour les Sciences des Matériaux, Académie des Sciences et Technologies du Vietnam, Hanoi, Vietnam

- M. VU Van Yem, Faculté d'Electronique et Télécommunications, Institut Polytechnique de Hanoi, Vietnam

- M. NGUYEN Duc Chien, Faculté de Physique et Ingénierie, Institut Polytechnique de Hanoi, Vietnam

- M. BACH Gia Duong, Collège de Technologie, Université Nationale du Vietnam à Hanoi
Objectifs

Il s'agit donc de développer des actions de formation autour des composants opto-microondes, faisant donc intervenir à la fois l'étude du guidage des deux types d'onde et l'étude de leurs interactions. Ces thèmes correspondent à un enseignement de niveau master sur ces spécialités.

Au niveau recherche nous proposons de monter des systèmes de type télécommunication permettant de tester soit des composants microondes (amplificateurs filtres …) ou des composants de type optique (microrésonateurs, fibres lentillées et structurées…) ou encore des composants mixtes opto-microondes (modulateurs électrooptiques, switches, détecteurs…). Le développement des travaux sur les composants à base de cristaux photoniques Puis nous pourrons aborder les problèmes d'intégration de divers composants ou fonction sur un même substrat permettant la miniaturisation de certains systèmes. Une étape ultérieure consistera en la réalisation des composants. Différents systèmes de test peuvent être envisagés : système de transmission optique, oscillateur optoélectronique, conversion optique microondes (photomixer). Ces systèmes trouvent tout naturellement un pendant recherche et enseignement.

Côté recherche le développement de cette coopération pourrait à terme conduire à la création d'équipes conjointes voire d'unité mixtes internationales.
Complémentarité des partenaires

De part leur expérience d'enseignement soit au Vietnam et/ou au niveau international l'équipe des partenaires français est à même de proposer un enseignement de haut niveau (master) en relation étroite avec les activités de recherche et cela en étroite collaboration avec l'équipe vietnamienne déjà largement impliquées dans des formations de niveau master. En France les partenaires s'appuierons sur les expériences du Master-IST (ENS Cachan et Paris XI) du master Monabiphot (ENS Cachan) et du Master-IST enseigné dans le cadre du Pôle Universitaire Français (PUF) à Hanoi. L'ENS Cachan est largement impliquée dans la coopération scientifique dans le cadre des accords CNRS/ASTV depuis l'année 2004 ; deux projets de coopération de trois années chacun ont déjà été entrepris et un troisième sur le thème des microrésonateurs optiques pour application à l'oscillateur optoélectronique est en cours. Actuellement une étudiante de l'IMS (Mlle Luong Vu Hai Nam) effectue ses études doctorales au sein du laboratoire SATIE sur ce thème. Le laboratoire de l'ASTV à Hanoi a développé une grande compétence en ce qui concerne le packaging de diodes laser et de photodiodes, ainsi le couplage des puces à des fibres lentillées ; les laboratoires de l'ENS Cachan ont une compétence d'une part en systèmes microondes, instrumentation, conception et caractérisation de composants photoniques à base de matériaux polymères ; l'équipe de l'IEF a elle une compétence reconnue en termes de composants photoniques à base de matériau silicium. Ainsi les aspects organiques et inorganiques de ces composants pourront bien être pris en compte. Ces laboratoires sont donc tout à fait complémentaires.

En parallèle l'ENS de Cachan collabore depuis plusieurs années avec l'Institut Polytechnique de Hanoi dans le cadre des actions de l'Agence Universitaire de la Francophonie. Si ces actions ont concerné jusqu'à présent essentiellement le domaine du génie électrique cela a néanmoins permit de tisser des liens très étroits en particulier avec la Faculté d'Electronique et Télécommunications et avec la Faculté de Physique et Ingénierie. Ainsi l'ENS Cachan accueille deux jeunes cadres de l'Institut Polytechnique de Hanoi pour la préparation de leur thèse dans le cadre du programme "322" du ministère vietnamien de la recherche. Une volonté est clairement affichée de développer des actions simultanées de recherche et d'enseignement et les deux facultés sont là encore tout à fait complémentaires, aspects télécommunications d'une part aspects physiques d'autre part.
Publications sur ces recherches

[1] Ðinh Xuân Quyên, Nguyên Chi Thành, Xiao Liantuan, Vu Doan Miên, Vu Van Luc, Bernard Journet, “Simultaneous transmission of faint laser pulses and clock synchronization signal applied to secured optical transmissions at 1.55 µm” (Invited paper), 9th Asia Pacific Physics Conference (APPC), Hà Nôi, Viêt Nam, Oct. 25-31, 2004.

[2] Bernard Journet, Nguyên Chi Thành, Ðinh Xuân Quyên, Xiao Liantuan, Vu Doan Miên, Vu Van Luc, “Simultaneous transmission of faint laser pulses and of synchronization signal at 1.55 µm for secured optical transmissions”, Proceedings of the SPIE Semiconductor Photodetectors II, OPTO 2005, Vol. 5726, pp. 164-169, San Jose, CA, USA, Jan. 22-27, 2005.

[3] Bernard Journet, Ðinh Xuân Quyên, Xiao Liantuan, Nguyên Chi Thành, Vu Van Luc, Luong Vu Hai Nam - “Transmission system of faint laser pulses at λ=1550nm based on optical modules and dedicated to secured optical telecommunications”, 6th National Physics Conference, Hà Nôi, Viêt Nam, Nov. 23-25, 2005.

[4] Vu Van Luc, Bernard Journet, Ðinh Xuân Quyên, Luong Vu Hai Nam - “High frequency characteristics of a travelling wave SOA module based on combining tilted facets (about 7°) with an antireflection at 1550 nm”, 6th National Physics Conference, Hà Nôi, Viêt Nam, Nov. 23-25, 2005.

[5] Luong Vu Hai Nam, Vu Van Luc, Bernard Journet, Trân Thi Phúc - “The shift and wavelength conversion based on DFB laser and SOA to use for single photon communication system”, International Workshop on Photonics and Applications, Cân Tho, Viêt Nam, Aug. 15-19, 2006.

[6] Vu Van Luc, Bernard Journet, Luong Vu Hai Nam, Pham Van Truong, Pham Van Ben “Spectral structure and other characteristics of high power diode laser bars packaged in Vietnam”, International Workshop on Photonics and Applications, Cân Tho, Viêt Nam, Aug. 15-19, 2006.

[7] Nguyên Lâm Duy, Luong Vu Hai Nam, Bernard Journet, Vu Van Luc, Vu Doan Mien, “Opto-electronic oscillator, moving towards tuneable and compact solutions”, Proceedings of the Eleventh Vietnamese German Seminar on Physics and Engineering, Nha Trang, Viêt Nam, March 31 - April 05, 2008.

[8] Nguyên Lam Duy, Bernard Journet, Luong Vu Hai Nam, Vu Van Luc, Isabelle Ledoux-Rak, Joseph Zyss, “Opto-electronic Oscillator: Applications to Sensors”, Proceedings of the IEEE International Topical Meeting on Microwave Photonics MWP2008, pp. 131-134, Gold Coast, Australia, Oct. 01-03, 2008.

[9] Lam Duy Nguyên, Bernard Journet, Hai Nam Luong-Vu, Doan Mien Vu, Van Luc Vu, “A New Approach for Tuning the Frequency of an Opto-Electronic Oscillator by using a SOA”, Proceedings of the IEEE International Conference on Advanced Technologies for Communication ATC2008, pp. 371-374, Hà Nôi, Viêt Nam, Oct. 06-09, 2008.

[10] Yu-Mei Wu, Laurent Vivien, Eric Cassan, Luong Vu Hai Nam, Nguyen Lam Duy, Bernard Journet, “Optical micro-resonator based on silicon technology for applications to an optoelectronic oscillator”, Proceedings of the SPIE Photonics West Optical Components and Materials VII, OPTO-2010, Vol. 7598, Paper n°13, San Francisco, CA, USA, Jan. 23-28, 2010.

[11] Dang Thanh Bui, Lâm Duy Nguyên, Bernard Journet, Isabelle Ledoux-Rak, “Time evolution of an electro-optic modulator by detection of its nonlinear behavior”, Proceedings of the SPIE Photonics West Optical Components and Materials VII, OPTO-2010, Vol. 7598, Paper n°25, San Francisco, CA, USA, Jan. 23-28, 2010.

[12] Lâm Duy Nguyên, Keitaro Nakatani, Bernard Journet, “Refractive index measurement by using an opto-electronic oscillator,” IEEE Photonics Technology Letters, Vol 22, N°12, pp 857-859, 2010.

[13] Dang Thanh Bui, Bernard Journet, “Electrooptic modulator bias point optimization by detecting its nonlinear behavior”, IEEE International Conference on Communications and Electronics, Paper n°1014, ICCE 2010, Nha Trang, Viêt Nam, Aug. 11-13, 2010.


Budget demandé

Le budget est établi d'après nos connaissances des coopérations précédentes.

Sur la base annuelle de :

- un stage de deux mois pour un jeune chercheur vietnamien en France : 3 k€

- une mission de 4 semaines d'un chercheur vietnamien en France : 4 k€

- deux missions d'enseignement et recherche d'un partenaire français au Vietnam (3 semaines) : 6 k€

Le budget est de 13 k€ par an soit 39 k€ pour trois ans.
Annexe 5 : fiche 5.1 – STIC Thème 2
STIC-2. Adaptation dynamique dans des applications multimédia réparties

Laboratoires impliqués

- Laboratoire IRIT, UMR 5505, Toulouse, France

- Laboratoire MICA, UMI 2954, Hanoi, Vietnam
Objectifs généraux de la coopération
On s'intéresse à des applications s'exécutant sur des équipements potentiellement mobiles et connectés à l'Internet. Ces applications évoluent dans des environnements très dynamiques et hétérogènes, les usagers peuvent utiliser divers équipements comme des PC ou des PDA, se connecter/déconnecter en cours d’exécution, et utiliser différents types de réseaux. Ces applications doivent s'adapter dynamiquement à ces conditions d'exécution changeantes.

De plus, les usagers qui utilisent ces applications ont leur propres caractéristiques, généralement appelées préférences. Par exemple un usager adolescent ou un usager adulte n'utiliseront pas la même application de la même façon et il est également nécessaire d'adapter l'application aux préférences de ces utilisateurs.

L'objet des recherches proposées est d'étudier la conception d'applications multimédia réparties adaptables aux conditions d'exécution et préférences des usagers (donc plus généralement au contexte).
La structuration en termes de composants logiciels s'est imposée pour la construction de logiciels adaptables. Des infrastructures logicielles conçues comme des assemblages de composants permettent de mettre en œuvre ces adaptations, statiquement ou dynamiquement, en modifiant l'assemblage de composants.

Nous nous proposons donc d'étudier la conception de plates-formes logicielles à composants permettant la construction d'application adaptables, et d'utiliser de telles plates-formes dans le domaine des applications multimédia réparties adaptables au contexte.
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