Le département d'Ingénierie des Systèmes
DIS

Profil du service :

Le SIS forme une équipe d’environ 100 salariés permanents, ingénieurs ou techniciens répartis de manière quasi homogène, auxquels s’ajoutent environ 10% de contrats temporaires liés, à des accroissements temporaires d’activité.  Le SIS couvre deux principaux volets de métiers :

- l’ingénierie mécanique ;
- l’instrumentation.

La pyramide des âges du service se présente de manière peu standard avec la particularité d’afficher des surcroîts de population entre 30 et 35 ans et au-delà de 45 ans qui peuvent s’expliquer par :

  • pour les 30-35 ans, des renouvellements plus élevé pour des profils de projeteurs en mécanique ;
  • pour les plus de 50 ans, des profils, issus du « terrain » qui ont acquis leurs compétences spécifiques et leur savoir-faire par capitalisation de leurs contributions sur les expériences.

 

 

SEHT

Mission et stratégie :

Au sein de l’organisation projet de l’Irfu, le SIS a pour mission de couvrir la conception mécanique et la réalisation des dispositifs expérimentaux innovants pour la physique, et, d’assurer le développement et la mise en œuvre de systèmes d’instrumentation, d’asservissements électroniques et de contrôle-commande nécessaires à leur bon fonctionnement. En s’appuyant sur une méthodologie inspirée de l’approche système, l’engagement du SIS sur les projets peut évoluer d’une contribution métier à la maîtrise d’œuvre globale de dispositifs expérimentaux complexes. De plus, le SIS mène des actions propres de R&D pour renforcer son niveau de compétence et se préparer aux besoins du futur. Les domaines de compétence spécifiques développés au SIS couvrent plus particulièrement les cryotechnologies (aimants supraconducteurs et composants d’accélérateurs), les systèmes de détection et les instruments spatiaux. En interface avec tous les services de l’Irfu, la stratégie du SIS consiste d’une part, à maintenir et à développer les domaines d’expertise technique qui répondent aux défis de l’environnement de recherche et, d’autre part, à se positionner dans ses métiers dès les phases amont (phases souvent compétitives) afin de déployer de manière efficace ses savoir-faire spécifiques.

Le SIS contribue ainsi à la définition des contours techniques du projet. La formation et les partenariats académiques constituent également des enjeux importants pour le SIS qui choisit d’encadrer des apprentis, des stagiaires dans ses spécialités et ainsi de former des jeunes aux spécificités des projets de recherche de l’institut. C’est particulièrement pertinent pour un service aux profils très variés.

Dans un contexte qui évolue vers le développement d’instruments de plus en plus complexes, intégrés et gigantesques, le SIS renforce son approche ingénierie des systèmes en évaluant l’apport d’outils collaboratifs. La valorisation et les publications constituent également un axe en cours de développement.

 

Interfaces des activités SIS

Organisation et métiers :

Le SIS est organisé en 5 laboratoires orientés métiers ; 2 laboratoires pour assurer l’ingénierie mécanique des projets et 3 laboratoires pour couvrir les aspects instrumentation, génie électrique et contrôle commande.

Les activités d’ingénierie mécanique s’organisent autour du LCAP et du LRI, qui, au total, sont composés de 30 permanents dont 13 techniciens/projeteurs ; les laboratoires d’ingénierie mécanique accueillent chaque année 3 à 4 stagiaires universitaires et 3 formations par alternance (niveau BTS ou ingénieur). Pour les projets de l’institut, la conception mécanique et les études mécaniques sont assurés sous forme centralisée au sein du LCAP. A partir de la définition technique réalisée au sein du bureau d’études (plans de définition mécanique, maquettes 3D, notes de calcul, éventuellement maquettes), le laboratoire « Relations industrielles » assure une assistance à maîtrise d’œuvre en établissant le dossier de consultation incluant le cahier des charges et spécifiant les exigences techniques, les règles d’assurance qualité, les normes, codes et standards applicables.

Les activités d’instrumentation s’organisent autour de 3 laboratoires, LDISC, LEI et LEIGE qui regroupent 34 ingénieurs et 20 techniciens permanents auxquels s’ajoutent des contrats temporaires et des stagiaires. Ces laboratoires possèdent des compétences basées sur une capitalisation des savoir-faire issus de nombreux retours d’expériences, en particulier sur les grands instruments. Le LEI a la capacité de définir et mettre en œuvre des architectures électroniques complexes, et de réaliser les développements associés. Le LDISC la capacité de prendre en charge les études d’architecture, le développement et le déploiement de systèmes de contrôles et supervision complets en mixant l’informatique industrielle temps réel et embarquée couplée à du process automates directement intégré. Quant au LEIGE, liant entre les laboratoires, il assure toutes les activités de génie électrique et mesures.

 Les métiers du SIS couvrent les domaines du génie mécanique, des mesures, de l’électronique instrumentale, de l’informatique industrielle, de l’automatisme, de l’électrotechnique et du génie électrique avec comme spécificité la maîtrise des environnements accélérateurs, expérience de physique et des plates-formes spatiales.

 

AS-NET

 Plates-formes :

La conception et l’ingénierie mécanique sont assurées par une maîtrise d’outils logiciels permettant de répondre aux différentes exigences (spatial, accélérateur, certification, thermo-hydraulique, …) tels que, pour la conception générale et le bureau d’études :

  • Catia V5, ou Smarteam, et, pour les simulations par éléments finis : Ansys, Cast3m (développé par le CEA), NX8, SNCT (certification pour les dispositifs sous pression) et des outils propres en fonction des besoins ;
  • une imprimante 3D pour le prototypage rapide de maquettes ou de pièces en matériau polymère et d’une base documentaire couvrant les principaux aspects de l’ingénierie générale.
  • Des orientations spécifiques ont été prises et de nouveaux outils déployés depuis 2008 pour renforcer la traçabilité et s’adapter aux nouvelles demandes des performances des instruments innovants. En particulier :
  • Smarteam, déployé pour le projet Iseult, qui constitue une plate-forme de collaboration évolutive sur toutes les données produit, tout au long de son cycle de vie, pour tous les acteurs du projet.
  • La plate-forme multi-physique Salome a été déployée et utilisée dans le cadre de R&D spécifiques pour répondre aux besoins d’instruments innovants de plus en plus performants.
  • Pour répondre aux exigences de contrôles et tests pointus, sont disponibles avec les compétences associées :
  • une machine de métrologie 3D avec tête optique sans contact sous environnement contrôlé ;
  • des cryostats pour des tests spécifiques de qualification en durée de vie.
 

Caribou

Activités :

Pour les activités d’ingénierie mécanique, la disposition du bureau d’étude de conception mécanique en espace ouvert assure un échange rapide d’informations nécessaire dès les phases les plus amont avec les physiciens, une circulation des savoir-faire, une pérennisation des compétences et une dynamique de groupe cohérente avec les missions du service. Des compétences différenciantes pour la conception et la réalisation de composants particuliers tels que les aimants supraconducteurs, les cavités accélératrices, les composants de systèmes de détection et les composants spatiaux ont ainsi été développées au sein de l’institut. De plus, des spécificités sur des sujets très pointus tels que les simulations multi-échelles (voir la fiche highlight AS4) ou la simulation de phénomènes de tribologie à température cryogénique, des liens particuliers se sont développés avec des laboratoires académiques (ENS Cachan, Centrale, Mines, …) via l’encadrement de projets d’étude, des projets ANR ou des contacts informels.

Dans le cadre des activités d’instrumentation générale, le SIS a développé des domaines technologiques spécifiques reconnus au sein des collaborations

Au laboratoire d’électronique instrumentale, trois domaines de savoir-faire différenciants sont internationalement reconnus :

  • l’expertise dans l’électronique appliquée aux systèmes de protection des aimants supraconducteurs (voir la fiche highlight AS5) ;
  • un savoir-faire pour concevoir l’électronique Low Level RF nécessaire à la régulation des champs électriques RF dans les cavités accélératrices (brevet DB 11350) ;
  • des compétences en instrumentation cryogénique pour se positionner systématiquement comme partie prenante dans tous les développements d’aimants supraconducteurs.

Au LDISC, les développements s’effectuent sous plate-forme Siemens, Linux, VXWorks, Windows. Le laboratoire offre ainsi une grande flexibilité pour s’adapter aux différents besoins spécifiques dans les thématiques de l’Irfu : aimants, stations d’essais et tests cryogéniques ou cryomagnétiques, stations de mesures, détecteurs, systèmes optiques de télescopes, etc. Avec ce savoir-faire et le développement d’outils spécifiques fiables et efficaces (Muscade® : voir fiche highlight AP5), le LDISC peut être amené à intervenir dans d’autres domaines tels que l’environnement (projet Icos) et la fusion et ESS (Epics, voir fiche highlight AP5).

Le laboratoire « Intégration en génie électrique » assure des activités spécifiques reconnues dans les domaines suivants :

  • l’électronique de puissance, en prenant en charge les alimentations d’aimants supraconducteurs et éléments d’accélérateur ;
  • le développement et la mise en œuvre de systèmes électromécaniques complexes (voir fiche highlight SU11) ;
  • la définition et le déploiement de systèmes d’instrumentations complexes tels que les stations d’essais (W7X, JT-60SA, etc.), les composants d’accélérateurs (Iphi, Ifmif Injecteur, Fair, etc.) et les stations de mesures (Caribou, Icos).
 

 

 

 

 

 

13hSIS

 

 

 

Maj : 27/06/2017 (6)

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