Posts from 2017-07-12

Simulation Energétique Dynamique d’un bâtiment en vue d’une gestion intelligente de l’énergie

Ce travail fait partie de la poursuite de l’étude d’optimisation énergétique du bâtiment ADREAM au LAAS-CNRS. L’objectif de cette thèse est l’optimisation du bilan Consommation/Production avec un focus sur la consommation électrique CVC (Chauffage, Ventilation, Climatisation). La performance énergétique du bâtiment ADREAM dépend de deux volets, un volet de production d’énergie (production d’énergie électrique par les PV, et production d’énergie thermique par son système géothermique), et un volet de consommation d’énergie qui correspond aux consommations électriques liées aux systèmes CVC, les équipements électroniques et l’éclairage. La démarche de ce travail a pour but la gestion intelligente de l’énergie électrique d’un réseau futé. Ce réseau futé est la plateforme ADREAM, qui comporte plusieurs sources et systèmes d’énergie en interaction constante. Dans cette plateforme multidisciplinaire on trouve un système géothermique liée à des PACs (Pompes à chaleur) qui servent à produire du chaud ou du froid pour le bâtiment. ADREAM comporte aussi un système de ventilation liée à un puits canadien, et une grande surface des PV (panneaux photovoltaïques) pour la production d’électricité (soit pour autoconsommation, soit pour redistribution au réseau électrique du LAAS). Ainsi, afin que le réseau puisse fonctionner d’une façon plus intelligente et efficace, plusieurs modèles précis sont développés. La calibration des modèles est réalisée selon les données existantes, récupérables par un système de supervision. Une fois qu’un modèle est calibré, des simulations sont lancées pour la prédiction de la consommation électrique en vue d’une amélioration de la régulation des systèmes.

Contacts

- PAPAS Ilias (LAAS-CNRS) : ipapas@laas.fr

- ESTIBALS Bruno (LAAS-CNRS) : bestibal@laas.fr

- ALONSO Corinne (LAAS-CNRS) : alonsoc@laas.fr

 

Conception de techniques d’interaction multi-écrans pour la visualisation et la manipulation de données multidimensionnelles

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Le projet neOCampus vise à offrir de nouveaux services aux usagers du campus de l’université Paul Sabatier tout en réduisant l’empreinte écologique du campus. Ces deux objectifs passent par l’installation de capteurs sur le campus de l’université ainsi que le développement d’un environnement permettant la visualisation interactive des données géolocalisées fournies par ces capteurs. Une des approches favorisant la visualisation de données multidimensionnelles est l’utilisation de plusieurs écrans (environnements multi-écrans). Ces environnements offrent plusieurs avantages : ils améliorent l’interaction avec les données multidimensionnelles en distribuant les informations sur plusieurs écrans. Ils renforcent le travail en groupe et étendent l’espace d’interaction. Cependant, l’interaction avec ce type d’environnement est complexe et les outils utilisés pour interagir avec un seul écran y sont inadaptés. Ceci met en évidence la nécessité de concevoir de nouvelles techniques/Dispositifs d’interaction, adaptées aux environnements multi-écrans (EME) et permettant de profiter pleinement des avantages qu’ils offrent. Nous proposons TDome, une souris semi-sphérique à plusieurs degrés de libertés (DOF) augmentée d’un écran tactile. TDome, à travers un ensemble de techniques basées sur ses multiples DOF et conçues spécifiquement pour les EME, permet de répondre à leurs besoins.

Objectifs scientifiques

Design et conception de techniques/dispositifs d’interaction exploitant les facilités offertes par les environnements multi-écrans dans l’interaction avec des données multidimensionnelles et permettant :

• La visualisation des données sous différents niveaux de détail souhaités selon l’utilisation.

• Une prise en charge de la grande quantité de données fournies par des environnements tels que le campus de l’université Paul Sabatier.

Contacts

- Houssem Saidi (IRIT) : houssem.saidi@irit.fr

- Marcos Serrano (IRIT) : marcos.serrano@irit.fr

- Emmanuel Dubois (IRIT) : emmanuel.dubois@irit.fr

 

 

Refactorisation dynamique des mégadonnées pour l’optimisation des données de capteurs

Cette thèse a pour objectif d’apporter des solutions dynamiques pour la modélisation et l’exploration des données Big Data produites par des capteurs installés sur le campus de l’université Paul Sabatier dans le cadre du projet neOCampus. Les données générées par des capteurs de neOCampus possèdent les caractéristiques majeures des 4V (volume, variété, vélocité, véracité) inhérentes aux mégadonnées (« Big Data »). Le nombre de capteurs déployés en croissance constante produit un volume de données de plus en plus important. Les phénomènes mesurés sont multiples et de nature hétérogène: environnement (températures, luminosité, hydrométrie...), consommation de fluides (électricité,chauffage,...), capteurs d’états (position des ouvrants,...) et de présences (caméras, capteurs de passages,...). Ils engendrent une grande variété d’informations hétérogènes produites à des rythmes temporels de vélocité variable. Enfin, la véracité des données n’est pas toujours assurée ; des défauts de calibrage, des pannes sur les capteurs sont autant de causes à l’absence de données, ou pire, à la dégradation de la qualité des données brutes produites.

Objectifs scientifiques

L’objectif de la thèse est de développer de nouveaux modèles, méthodes et outils permettant la refactorisation et l’exploration des données hétérogènes produites par les capteurs de neOCampus. Si les systèmes NoSQL apportent des caractéristiques intéressantes au problème de stockage des mégadonnées, ces systèmes impliquent une dépendance entre le modèle de stockage et les traitements. Cet aspect est accentué dans des contextes où les traitements à réaliser (requêtes utilisateurs) ne sont pas connues lors de la production des données, et des contextes ou les besoins de traitement des utilisateurs varient dans le temps. Dans ce cadre, le but de la refactorisation est d’adapter (modifier) les différentes structures des données en fonction des traitements demandés. Nous allons étudier les problèmes de migration pyhsique d’une manière efficace des données stockées dans un système NoSQL distribué en clusters vers un autre système réputé mieux adapté aux traitements ciblés. Nous allons étudier aussi les problématiques dites intra-système NoSQL qui consiste à réorganiser automatiquement les données au sein du même système, avec ou sans duplication, de manière matérialisée ou virtualisée, tout en garantissant la cohérence des données. Actuellement, nous avons proposé un premier prototype intra-système dédié pour les systèmes NoSQL orientées documents qui gère des problèmes d’hétérogénéité structurelles. Avec ces mécanismes nous allons en particulier explorer la problématique de structuration de données tout en minimisant les coûts de traitements induits par les processus de traitements distribués « Map » / « Reduce ». Nous allons valider ces résultats scientifiques au travers de la réalisation d’un prototype logiciel servant de preuve de concept. Pour ce faire, nous allons employer des jeux de données synthétiques et des jeux de données réels produits par les capteurs de neOCampus.

Contacts

- Hamdi Ben Hamadou (IRIT) : hbenhama@irit.fr

- Olivier Teste (IRIT) : teste@irit.fr

- André Péninou (IRIT) : peninou@irit.fr

- Marie-Françoise Canut (IRIT) : canut@irit.fr

 

Approche CCN avec mise à jour proactive des contenus dans les réseaux de capteurs sans fil

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Une architecture de réseau CCN est une approche alternative fondée sur un principe selon lequel un réseau de communication devrait permettre à un utilisateur de se concentrer sur les données dont il a besoin, plutôt que d’avoir à faire référence à un emplacement physique spécifique, d’où ces données doivent être récupérées. Elle permet la mise en cache des contenus pour réduire la congestion et améliorer le délai d’acheminement.

La durée de vie du contenu n’est pas prise en compte dans la dernière version de Content-Centric-Networking. Ainsi, dans ce travail, nous nous attachons à l’intégrer dans une architecture CCN pour les réseaux de capteurs et à montrer la pertinence de son exploitation.

 

Objectifs scientifiques

Nos objectifs de recherche sont multiples :

- Intégrer la notion de fraîcheur des données pour réaliser la satisfaction des utilisateurs.

- Comparer des approches réactives et proactives pour la mise à jour des contenus dans les caches.

- Réduire la consommation d’énergie des capteurs et maximiser la durée de vie du réseau.

- Optimiser le placement des contenus afin d’améliorer les performances du réseau.

 

Contacts

- Ghada JABER (IRIT-LAAS) : ghada.jaber@irit.fr

- Rahim KACIMI (IRIT) : kacimi@irit.fr

- Thierry GAYRAUD (LAAS) : gayraud@laas.fr

 

Ré-identification multimodale de personnes par fusion de signatures audio et vidéo

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L’intelligence que nous souhaitons apporter au Campus du futur exige de fournir à ses bâtiments une perception de son activité interne. En effet, l’optimisation des ressources énergétiques nécessite une caractérisation des activités des usagers afin que le bâtiment puisse s’y adapter automatiquement. L’activité humaine étant sujet à plusieurs niveaux d’interprétation nos travaux se focalisent sur l’extraction des trajets des personnes présentes, sa composante la plus élémentaire.

Objectifs scientifiques

La caractérisation de l’activité des usagers, en terme de déplacements, exploite des données extraites de caméras et de microphones disséminés dans une pièce, ces derniers formant ainsi un réseau épars de capteurs hétérogènes. Nous cherchons alors à extraire de ces données une signature audiovisuelle et une localisation grossière des personnes transitant dans le réseau. Tout en préservant la vie privée de l’individu, la signature doit être discriminante, afin de distinguer les personnes entre elles, et compacte, afin d’optimiser les temps de traitement et permettre au bâtiment de s’auto-adapter. Eu égard à ces contraintes, les caractéristiques que nous modélisons sont le timbre de la voix du locuteur, et son apparence en terme de distribution colorimétrique.

Ces deux modalités ne présentant aucune corrélation, deux signatures, une vidéo et une audio seront générées séparément. La fusion de ces signature est alors traitée comme un problème de mise en correspondance d’observations audio et vidéo, dont les détections correspondantes sont cohérentes et compatibles spatialement.

Contacts

- François-Xavier Decroix (IRIT-LAAS) : decroix@irit.fr

- Julien Pinquier (IRIT) : pinquier@irit.fr

- Frédéric Lerasle (LAAS) : lerasle@laas.fr

- Isabelle Ferrané (IRIT) : ferrane@irit.fr

 

Conception et évaluation de techniques d’interaction pour la maquette physique neOCampus

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Les maquettes s’inscrivent dans de nombreux contextes comme illustrer un bâtiment en cours de construction (architecture), tester l’acoustique (salle de concert) ou aider des visiteurs à visualiser leur trajet, trouver un magasin (aéroport, centre commerciaux).

La maquette neOCampus regroupe plusieurs contextes, permettant à la fois à l’utilisateur de se représenter en 3D le bâtiment, les étages, les salles. Mais aussi de pouvoir sélectionner un capteur d’une salle, consulter ses relevés présents ou passés, ou bien le comparer à un autre. Cependant, ces différentes maquettes ne sont pas interactives. La mise en place de techniques d’interaction et de retours visuels spécifiques à la maquette physique est donc nécessaire pour pouvoir naviguer et manipuler ces différentes données.

Objectifs scientifiques

Pour répondre à ces différents besoins, il est important d’établir, d’explorer puis d’expérimenter l’espace de conception de techniques pour interagir avec une maquette physique. Nous nous sommes aussi intéressés à l’affichage d’informations sur cette maquette selon 3 critères : l’animation, la position et la forme. Ces retours visuels se portent sur deux cas d’utilisation : la sélection d’un capteur ainsi que la navigation entre deux capteurs.

Contacts

- Florent Cabric (IRIT) : florent.cabric@irit.fr

- Marcos Serrano (IRIT) : marcos.serrano@irit.fr

- Emmanuel Dubois (IRIT) : emmanuel.dubois@irit.fr

 

Visualisation des données énergétiques du campus de Rangueil

AccueilAlerteProblemeVisualisation

Les fluides sont des éléments indispensables au bon fonctionnement d’un campus. Sur le campus de Rangueil, l’eau, l’air comprimé, l’électricité, le gaz et le chauffage sont autant de fluides consommés pour différents objectifs. Les consommations de ces fluides sont mesurées grâce aux capteurs situés au niveau de chaque bâtiment.

Dans le cadre du projet neOCampus, l’Université Paul Sabatier vise à contrôler leurs consommations et donc de diminuer leurs factures. Afin de pouvoir contrôler ces consommations, il est nécessaire de pouvoir visualiser les différentes données pour l’ensemble des bâtiments. Cette visualisation est nécessaire pour l’économe de flux de l’Université Paul Sabatier chargé de minimiser les consommations énergétiques.

Objectifs scientifiques

Dans le cadre de ce stage, l’objectif principal était de mettre en pratique les connaissances acquises tout au long de ma formation dans le domaine Informatique ou d’en découvrir davantage et d’utiliser les nouvelles technologies permettant de faire des interfaces graphiques. Le second objectif était de faire des recherches sur les différentes technologies permettant lire, d’écrire et d’analyser une quantité importante de données (sous format .csv) et de faire un comparatif afin de choisir la technologie la mieux adaptée.

Contacts

- Evergiste Mutoni (IRIT) : evergiste.mutoni@irit.fr

- Mathieu Raynal (IRIT) : mathieu.raynal@irit.fr

 

Détection de relations dynamiques dans de grandes masses de données (capteurs des salles U4 )

Le campus intelligent ou la ville intelligente par le biais de ses capteurs fixes et mobiles (capteurs ambiants, objets intelligents et connectés) génère très rapidement de grandes masses de données liées à l’activité de ses usagers et de ses processus internes. Ces masses de données représentent une mine d’informations pertinentes pour mieux comprendre l’activité du campus et ainsi le gérer plus intelligemment dans le but d’assurer l’équilibre entre confort des usagers et empreinte écologique minimale.

Objectifs scientifiques

Ce projet vise à explorer et à concevoir un système basé sur la technologie des Systèmes Multi-Agents Adaptatifs (AMAS) afin d’analyser en temps réel les grandes masses de données du campus sous forme de flux et s’adapter en continu aux changements dans les données (contenu et structure) tout en respectant la vie privée et l’anonymat des usagers.

Cette analyse se concrétise dans un premier temps par la découverte et l’apprentissage de relations dynamiques entre les données (capteurs), grâce à une étude de corrélations de dynamiques (comportements similaires). Ces relations peuvent être simples (causalité, influence, association) ou complexes (catalyse/suppression, inhibition/activation, chaînage).

Contacts

- Elhadi Belghache (IRIT) : elhadi.belghache@irit.fr

- Jean-Pierre Georgé (IRIT) : jean-pierre.george@irit.fr

- Marie-Pierre Gleizes (IRIT) : marie-pierre.gleizes@irit.fr

- Pierre Glize (IRIT) : pierre.glize@irit.fr

 

OSM To 3D : Simulation du campus de l’UPS

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Certaines salles du bâtiment U4, dont le “CampusFab” sont équipées d’une multitude de capteurs permettant d’en mesurer la température, l’humidité, la luminosité, le taux de CO2 et la présence. Elles possèdent également des actionneurs qui offrent la possibilité d’agir sur les dispositifs connectés (volets, chauffage et éclairage). Les capteurs fournissent des données en temps réel qui sont centralisées et archivées au sein d’un serveur web connecté à Internet. Grâce à une API, il est possible d’accéder en temps réel aux données recueillies. Ces données peuvent être téléchargées de manière automatisée, via une grande variété de langage de programmation, de façon à être intégrées aux applications développées par les équipes en lien avec le projet neOCampus.

Objectifs scientifiques

L’objectif initial du projet OSM To 3D était de visualiser en 3D une carte issue d’OpenStreetMap. Ce sujet propose d’afficher en temps réel les données issues des capteurs disposés dans les salles du bâtiment U4. Un système d’alerte automatique permet de signaler les anomalies (haute température, forte luminosité etc...). Cela permettra d’être averti au plus vite en cas de conditions extrêmes (hautes températures, forte luminosité) et de pouvoir réagir manuellement via l’application ou de manière automatique grâce à une IA programmée pour assurer le confort des utilisateurs.

Contacts

- Dorian Roques (IRIT) : dorian.roques@irit.fr

- Cédric Sanza (IRIT) : cedric.sanza@irit.fr

 

BiodiverCity : une application pour tous, mais aussi un projet de Sciences Participatives pour localiser la biodiversité de votre campus

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Née de la collaboration entre deux laboratoires en 2015 : UMR EcoLab et UMR IRIT, dans le cadre de l’opération neOCampus, l’application BiodiverCity devient un outil de Sciences Participatives en collaboration avec le dispositif Inventaire Fac’ (www.inventairefac.com) d’observatoire participatif de la biodiversité sur les campus français. Son but : optimiser la collecte et le partage de données naturalistes, grâce à un outil numérique facile d’utilisation et accessible à tous.

A l’heure actuelle, il apparaît plus que jamais primordial de conserver l’ensemble de la biodiversité vivante de nos régions, dans les milieux naturels comme dans les villes. Les campus universitaires se révèlent être des sites privilégiés pour mettre en œuvre des approches novatrices en matière de gestion de la biodiversité, notamment par le biais des inventaires. L’enjeu est donc de mobiliser ce potentiel pour améliorer la qualité de vie sur le campus tout en préservant la richesse biologique de nos espaces urbains.

Son usage est a la portée de tous : il suffit d’ouvrir BiodiverCity et de s’en servir pour prendre en photo un organisme, végétal ou animal, observé au détour d’une balade sur le campus, puis de remplir un rapide questionnaire permettant de réaliser une première description de l’individu. Ensuite, l’application s’occupe de tout : elle sauvegarde automatiquement la date et l’heure de la prise de vue, la photographie, les résultats du questionnaire et surtout la localisation de l’observation grâce aux coordonnées GPS du smartphone utilisé. L’ensemble de ces données est finalement envoyé a Inventaire Fac’ et dans la base de données de l’application.

Objectifs scientifiques

- Aide à la localisation de la biodiversité sur le campus : connaitre le positionnement dans le temps et dans l’espace de la biodiversité => visualisation d’une carte des observations.

- Mise en place de plans de gestion et de conservation des habitats naturels du campus, tracer la trame verte et bleu à l’échelle locale.

- Sensibilisation les usagers du campus par les sciences participatives : prise de conscience de la biodiversité présente sur un campus et participation active à un projet.

- Amélioration de la qualité de vie et du bien-être de tous sur les campus par l’ensemble des services rendus tels que la régulation de la température, des flux d’eau et de la qualité de l’air.

Contacts

- Léa Medous (EcoLab-IRIT) :  application.biodivercity@gmail.com

- Magali Gerino (EcoLab) : magali.gerino@univ-tlse3.fr 

- Georges Da Costa (IRIT) : georges.da-costa@irit.fr

 

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