5G et objets connectés : Dinh-Thuy Phan-Huy reçoit le Prix Irène Joliot-Curie 2018 pour ses travaux sur des technologies économes en énergie

Comment connecter en haut débit des objets mobiles, en particulier dans un environnement complexe, tout en limitant le coût énergétique des réseaux ? Une question cruciale à l’heure où la norme 5G pour les smartphones se développe, et qui est au cœur des recherches menées par Dinh-Thuy Phan-Huy coordinatrice du projet ANR SpatialModulation. Le Prix Irène Joliot-Curie 2018 catégorie « Femme, recherche et entreprise » lui a été décerné par le ministère de l’Enseignement supérieur, de la Recherche et de l’Innovation et par Airbus, en partenariat avec l’Académie des Sciences et l’Académie des Technologies, pour ses travaux sur le développement de solutions originales et économes en énergie, en traitement de signal et en traitement d’antennes.

L’arrivée de la 5G prévue pour 2020 devrait occasionner une multiplication du trafic qui nécessite d’identifier dès à présent des solutions techniques pour éviter une dépense énergétique colossale pour les réseaux mobiles. En focalisant, à l’aide d’antennes relais intelligentes (massive MIMO), une faible quantité d’énergie radio vers un petit objet connecté au réseau, plutôt que de couvrir toute la zone, la focalisation des ondes radios est une approche prometteuse pour connecter en hauts débits des smartphones et réduire le coût en énergie. Mais son application à des objets en mouvement (voitures, trains) et/ou dans des milieux de propagation complexes tels que dans les villes ou à l’intérieur de bâtiments, se heurte à des limites techniques. 

La focalisation des ondes radio pour un Internet des objets efficace en énergie

Face à ces verrous, Dinh-Thuy Phan-Huy et ses collègues d’Orange Labs, en collaboration avec de nombreux laboratoires académiques et industriels nationaux et européens, ont mis au point de nombreuses innovations . Dans le cadre d’expérimentations menées sur un véhicule en mouvement, ils ont notamment rajouté une antenne prédictive qui émet les informations, en amont de l’antenne cible qui les reçoit. Les tests ont révélé que les canaux prédits sont fiables pour focaliser jusqu’à 300 km/h. 

A travers des expérimentations menées sur un récepteur de complexité extrêmement basse, destiné à être implanté dans de petits objets connectés, les scientifiques ont par ailleurs exploité le procédé physique de Retournement Temporel pour permettre au réseau de délivrer un signal focalisé tellement net qu’il est « audible » par le récepteur. Ces mêmes expérimentations montrent, inversement, qu’un émetteur destiné lui aussi à être implanté dans de petits objets connectés, de complexité extrêmement basse, est audible par le réseau. Enfin, de nouveaux services exploitant la focalisation ont également été imaginés.

Ces travaux ont été en partie menés dans le cadre des projets ANR SpatialModulation (2016 – 2019) et Trimaran (2010-2013) coordonnés par Dinh-Thuy Phan-Huy. Ils ont abouti à 21 publications dans des revues et conférences, à des démonstrations expérimentales effectuées plus d’une centaine de fois, ainsi qu’à la découverte et la mise au point de 15 inventions protégées par plus de 40 brevets délivrés à ce jour dans le monde. Ils ont de plus été récemment récompensés par le Grand Prix de l’Electronique Général Ferrié 2018. Le projet TRIMARAN a également reçu le Prix « Impact Economique » aux Rencontres du Numérique 2016 de l’ANR.

Exploration en cours sur la communication « sans énergie »

Il est possible d’économiser davantage d’énergie qu’en focalisant. Depuis 2017, Dinh-Thuy Phan-Huy et ses collègues travaillent sur la mise au point d’un système de communication « sans énergie » : soit des objets qui communiquent sans batterie et sans émettre une onde radio supplémentaire. Ils recycleront l’énergie ambiante (solaire, motrice, etc …) pour alimenter leurs circuits, et recycleront les ondes radio de la 5G, émises par les antennes relais ou les smartphones, pour communiquer. Un prototype temps réel d’un tel système de communication a été développé dans le cadre du projet SpatialModulation. Loin d’être industrialisable, ce prototype prometteur fait l’objet de nombreuses démonstrations, et les travaux de recherche se poursuivent.

Le prix Irène Joliot-Curie 2018 en récompense d’une carrière remarquable

Dinh-Thuy Phan-Huy est lauréate du Prix Irène Joliot-Curie 2018, dans la catégorie « Femme, recherche et entreprise » récompensant une femme qui a développé des innovations scientifiques et/ou techniques dans une fonction de recherche & développement, en travaillant au sein d’une entreprise, ou en contribuant à la création d’une entreprise. Ce prix vise à promouvoir les femmes dans le monde des sciences et de la technologie, et les encourager à embrasser ces métiers. Il met en lumière des carrières exemplaires de femmes de sciences qui allient excellence et dynamisme.

Son parcours ? Après un Bac Scientifique obtenu au Lycée Descartes à Antony, Dinh-Thuy Phan Huy a étudié en Classe Préparatoire aux Grandes Ecoles au Lycée Saint Louis à Paris, puis a intégré l’Ecole Supérieure d’Electricité (Supélec) en 1998, et a obtenu le diplôme d’ingénieur Supélec option radiofréquence en 2001. Ayant commencé sa carrière au sein d’Orange, elle est actuellement Ingénieure Recherche & Développement chez Orange Labs Networks et coordinatrice du projet ANR SpatialModulation sur des évolutions de la 5G pour l’Internet des objets (IoT). Tout en travaillant, elle a obtenu son diplôme de docteur en électronique et télécommunications de l'Institut National des Sciences Appliquées de Rennes en 2015. Depuis 2011, elle est membre de la communauté des Orange Experts « Réseaux du Futur » qui a vocation « d’éclairer l’avenir ».

Dinh-Thuy Phan-Huy a reçu le prix IJC 2018 lors de la cérémonie de remise des prix de l'Académie des sciences, le mardi 15 octobre 2019, à visionner via ce lien.

Découvrez le témoignage de Dinh-Thuy Phan-Huy :