SystemX, la machine à innover des industriels français

Le futur des bâtiments intelligents et de la voiture autonome se dessine en partie dans un discret bâtiment de la banlieue parisienne.

C'est le lieu de rendez-vous incontournable de tout industriel français en quête d'innovations. Dans son discret fief de Saclay, l'institut de recherche technologique SystemX offre depuis 2012 aux petites comme aux grandes entreprises volontaires une plateforme multi partenariale où elles peuvent développer de nouveaux projets ambitieux. Le JDN a pu s'y faufiler à l'occasion de l'évènement Future@SystemX.

Une troisième édition de ce grand raout annuel qui témoigne de l'état d'avancement des prototypes concoctés au quotidien par quelques 300 chercheurs, dont 100 salariés à plein-temps et 200 mis à disposition par les entreprises partenaires, en collaboration avec l'université voisine de Paris-Saclay.

Selon SystemX, l'immeuble de demain intégrera à la fois des bureaux, des logements et des bornes de recharge pour véhicules électriques

C'est au sous-sol de ce bâtiment de la grande banlieue parisienne, à l'abri des regards, que sont développés les quatre programmes de la feuille de route 2016 – 2020 de SystemX : l'ingénierie systèmes, le transport autonome, les territoires intelligents et les infrastructures numériques.

Parmi ces travaux, trois des 17 projets de recherche menés par l'institut de recherche technologique (IRT) et ses 58 partenaires sont particulièrement avancés. A commencer par une plateforme destinée à gérer au mieux le mix énergétique des futurs bâtiments intelligents.

Cet immeuble de demain, l'IRT l'imagine avec des étages de bureaux et de logements et un parking en sous-sol équipé de bornes de recharge pour les véhicules électriques des occupants. Le tout alimenté à la fois par le réseau traditionnel mais aussi par des énergies vertes, stockées en partie dans une batterie géante mise au point par le spécialiste français Ecogelec. Dans ce bâtiment du futur, les logements sont même chauffés par les serveurs des entreprises voisines. "C'est là la réalité des immeubles qui constitueront demain le Grand Paris", affirme Charles Kremer, directeur du programme territoires intelligents de SystemX.

Ce module permet de simuler la consommation d'énergie d'un smart building en fonction de la météo, du prix de l'électricité ou de la demande, notamment. © SystemX

Les chercheurs du projet Smart City Energy Analytics de SystemX ont inventé un portail informatique capable de simuler l'impact de la recharge des véhicules électriques sur la consommation énergétique des immeubles mais aussi et surtout d'apporter une vue d'ensemble du système. Concrètement, un tableau de bord virtuel indique l'évolution journalière des dépenses énergétiques. Un outil qui permet à la fois de faire une simulation en amont de la construction d'un immeuble et donc d'en optimiser l'installation mais aussi d'aider le futur building manager à gérer au mieux l'utilisation des ressources. Pour cela, un graphique indique heure par heure le niveau de consommation et le coût de l'énergie, en fonction des heures creuses ou pleines.

Il est alors possible de prévoir un effacement total du réseau électrique sur les heures pleines, où la batterie prendrait le relais. Celle-ci serait alors rechargée pendant les heures creuses, quand le tarif est le plus bas. Le système peut prévoir à quel moment il est le plus intéressant de recharger les véhicules électriques ou, plus étonnant encore, anticiper le taux d'ensoleillement annoncé pour les jours suivants et en déduire la production les panneaux photovoltaïques. Parmi les informations affichées, il y a aussi une estimation des économies réalisées par rapport à un bâtiment classique. "Cela sera très utile pour la valorisation commerciale des solutions que nos partenaires proposeront", glisse Charles Kremer.

Le système anticipe le taux d'ensoleillement et en déduit la production future des panneaux photovoltaïques

Le responsable du programme confie même espérer une première expérimentation prochainement avec le partenaire du projet General Electrics dans l'immeuble Le Galilée du quartier de La Défense, près de Paris. "Nous les rencontrons fin mars, début avril", ajoute-t-il.

Pour SystemX, l'enjeu est de taille : "Gérer l'impact énergétique de la consommation des véhicules électriques est un vrai défi car nous avons des partenaires comme Alstom qui sont intéressés par des hubs de recharge multimodaux où des voitures mais aussi des trains, par exemple, pourraient s'alimenter", explique Charles Kremer.

Mais électriques ou non, les transports pourront toujours tomber en panne. C'est pourquoi l'IRT s'active aussi sur ce qu'il appelle le routage multimodal des passagers en situation perturbée.

"La SNCF n'exploite pas encore les données temps réel or s'il y a un incident sur le RER par exemple, la salle de contrôle virtuelle que nous avons mise au point sera capable de rediriger les voyageurs vers les itinéraires bis les plus appropriés selon leur destination et leurs impératifs horaires", raconte Eric Perrin-Pelletier, directeur général de SystemX.

L'application développée par SystemX indique le meilleur itinéraire bis en cas d'accident sur une ligne du RER. © SystemX

Co-développée avec la société ferroviaire, cette application est capable de calculer en temps réel le nombre de passagers dans les bus ou qui attendent sur les quais. Si un train tombe en panne, elle peut envoyer les voyageurs, via les écrans des gares ou des annonces sonores, vers les réseaux qui ne sont pas déjà saturés. Ils savent alors immédiatement quel itinéraire emprunter selon le nombre de places disponibles. Le système apprendra même à l'avenir des accidents qui ont déjà eu lieu et préconisera à l'opérateur les meilleures alternatives pour résoudre le problème.

Reste une difficulté de taille : capter les données de fréquentation. Mais SystemX a tout prévu : "D'ici avril 2016, un projet va être mis en place avec l'opérateur téléphonique français Bouygues pour l'utilisation des données mobiles de manière anonyme, qui permettront d'estimer le nombre d'usagers présents aux arrêts", annonce Charles Kremer. "La SNCF industrialisera rapidement ces outils et une opération pilote est imminente", ajoute-t-il.

"Nous voulons que les véhicules de demain soient comme le métro d'aujourd'hui : sans chauffeur et sans accident"

Direction le bitume désormais. Quand on parle de l'avenir des transports, le sujet de la voiture autonome s'impose. Déjà engagé dans son développement et son homologation avec les spécialistes français de l'automobile, SystemX se concentre sur un point indispensable pour voir un jour des voitures sans chauffeur sur les routes : la sécurité du système.

Et l'ambition est grande : "Nous voulons que les véhicules de demain soient comme le métro d'aujourd'hui : sans chauffeur et sans accident", affirme Pascal Cléré, président de SystemX et vice-président en charge de la division transport information solutions d'Alstom. C'est grâce à une simulation hacking miniaturisée que l'IRT présente sa stratégie de protection de l'ordinateur de bord.

"Les tests de sécurité sur route, comme l'a fait exceptionnellement PSA en 2015 entre Paris et Bordeaux, sont très compliqués à mettre en place car il n'est pas facile d'homologuer la voiture autonome. C'est pourquoi nous développons des systèmes de simulation", indique Eric Perrin-Pelletier.

Pour présenter leur solution anti-hacking, les ingénieurs de SystemX ont donc créé cette version miniaturisée de la voiture autonome, représentée par ses principaux composants électroniques et dont les roues sont matérialisées par des petits ventilateurs :

L'IRT a mis au point un système de pare-feu pour isoler le véhicule autonome des menaces extérieures. © JDN

Une fois le test lancé, l'ordinateur de bord affiche une vitesse légale limitée à 110 km/h grâce aux informations envoyées par un boîtier connecté, identique à ceux qui seront placés à l'avenir sur le bord des routes pour communiquer avec les véhicules autonomes.

Le système de sécurité imaginé par SystemX n'est pas activé. C'est alors qu'un autre ordinateur malveillant envoie de l'extérieur une fausse information de limitation à 130 km/h au véhicule, qui augmente aussitôt son allure. Une fois la solution de l'IRT activée, la fausse information est de suite repérée et les 110km/h ne sont pas dépassés.

"Nous sécurisons les données échangées par des certificats qui authentifient les messages envoyés"

"Notre idée, c'est la sécurisation des données échangées vehicle-to-vehicle, entre voitures, et vehicle-to infrastructure, de la route vers la voiture, par des certificats qui authentifient les messages envoyés", explique Paul Labrogère, directeur du programme transport autonome. A l'intérieur du véhicule, chaque calculateur du système "signe" ses messages, qui seront reconnus par un serveur d'identification. Il s'agit d'une sorte de firewall qui protège et isole des autres toutes les fonctionnalités connectées, qu'elles soient dédiées à la conduite ou au divertissement.

Mais selon le spécialiste, ces certificats doivent absolument rester anonymes : "Nous voulons protéger les données personnelles car nous pensons qu'il n'y a rien de plus intime pour les usagers que l'historique de leurs déplacements." Et à cela Paul Labrogère a déjà la solution : "Les certificats seront renouvelés automatiquement et fréquemment, ce qui empêchera de les tracer."

Reste encore deux grosses difficultés, et pas des moindres : "S'il faut 1 000 certificats par an et par véhicule, le passage à l'échelle s'annonce délicat", s'inquiète le responsable du programme transport autonome.

Et dans le cas d'une intrusion détectée, il faut encore déterminer le comportement à adopter : "Faut-il que le véhicule s'arrête progressivement sur le bas-côté ou qu'il rende immédiatement le volant au conducteur ? Nous n'avons pas encore identifié la meilleure solution", avoue Paul Labrogère. Pour SystemX comme pour les constructeurs, il y a encore du pain sur la planche.

Voiture autonome / Smart city