Réseaux de Nano-objets communicants reconfigurables – NANOCOMM

Le projet « NanoComm » s'inscrit dans la problématique des réseaux de capteurs sans fils de nouvelles générations qu'on appelle aussi « Internet des objets ». Le projet NanoComm vise à déployer des réseaux de capteurs ultra miniaturisés présentant des consommations les plus faibles possibles afin de garantir des durées de vie les plus importantes possibles et pouvant être localisés dans des endroits difficilement accessible, voire inaccessible, avec des technologies conventionnelles. Compte tenu des objectifs du centre d'intégration et du positionnement de Toulouse dans le domaine de l'aéronautique et du spatial, le projet « NanoComm » va se concentrer sur les réseaux des capteurs pour l'aéronautique. Le domaine de l'aéronautique occupe une place particulière car le déploiement des réseaux de capteurs sans fils pour des applications de maintenance se traduira par une baisse du coût des billets d'avion entre 3% et 12%. Aujourd'hui, le déploiement des capteurs est limité par les connexions filaires qui se traduisent par un excès de poids et de consommation et qui pose des problèmes d'installation. On estime que pour exploiter les potentialités des réseaux de capteurs sans fils sur une plateforme avionique, un nombre entre 1000 et 4000 capteurs existants pourraient potentiellement bénéficier d'une liaison sans fil sur avion. Outre les capteurs existants dont la majeure partie effectue des mesures en vol utiles à la navigation, l'introduction des liaisons sans fils permettra de multiplier l'usage des capteurs pour optimiser la maintenance, pour obtenir des données sur « l'historique » vécu par les pièces avion ce qui permettra d'envisager des recyclages de certaines pièces et qui diminuera encore les coûts. Les réseaux de capteurs sans fils seront également utiles dans d'autres applications comme les essais en vol pour le développement des nouvelles générations d'aéronefs et permettront l'introduction durant la vie d'un programme avion de nouveaux capteurs pour répondre à l'évolution des besoins des systèmes embarqués et fonctions supportées (sans nécessiter un nouveau câblage). Donc nous avons identifié un fort potentiel de développement économique. Le projet NanoComm va explorer les potentialités offertes par les nanotechnologies et l'impact qu'elles auront sur les capteurs et les architectures matérielles et logicielles des futurs réseaux de capteurs sans fil, qui pourront se traduire par des effets différentiateurs importants sur les futurs produits commerciaux. D'un point de vue méthodologique nous allons nous intéresser à deux types d'impact majeurs associés aux nanotechnologies. Le premier type que nous appellerons « Nano-enabler » vise à explorer les nanotechnologies comme initiateur de nouveaux capteurs miniaturisés ainsi que de nouvelles technologies pour des antennes sur substrat souple. Le second type que nous appellerons « Nano-Improved » vise à utiliser les nanotechnologies pour créer des circuits miniaturisés innovantes, pour atteindre des fréquences plus élevées avec des potentialités intéressantes pour les architectures sans fil, pour minimiser la consommation et pour envisager des intégrations au niveau système incluant les couches MAC pour développer des architectures robustes vis-à-vis des contraintes aéronautiques. Le projet NanoComm apporte ses innovations sur chaque partie constituant le réseau des nano-objets communicants reconfigurables:- le développement des capteurs innovants à base de nanoparticules sur substrat souple par fonctionnalisation de surface. Deux types de nano-capteurs et leur conditionnement de signal associé seront réalisés en utilisant des nanotechnologies; -la conception et la réalisation des architectures de communication sans fil reconfigurables en fonction du besoin de l'application, faible consommation et faible coût en utilisant des technologies nanométriques de type CMOS 65nm; -l'intégration système pour assembler les différents éléments constituant le nano-objet communicant : capteurs, transceivers, antenne. Deux solutions innovante seront développées en parallèles : l'intégration sur substrat souple et l'intégration sur une nappe filaire qui permettra d'envisager une insertion dans des matériaux composites; -l'architecture réseau et la prise en compte des contrainte aéronautiques.