Recherche

Les travaux de recherche menés dans les laboratoires de l’INSIS ont pour objectif de faire avancer le front de la connaissance dans les disciplines de base des sciences de l’ingénierie et de les mettre en synergie pour s’attaquer aux grands enjeux de société : énergie, environnement, santé et vivant ou encore technologies de l’information et de la communication. Ces travaux, très souvent interdisciplinaires, s’appuient sur des infrastructures expérimentales de premier plan.

À l’interface entre sciences, technologie et société

Des domaines disciplinaires en permanente évolution

Le socle disciplinaire des sciences de l’ingénierie et des systèmes comprend plusieurs domaines :

  • mécanique des matériaux et des structures, acoustique, bio-ingénierie ;
  • fluides, procédés, plasmas, transferts, combustion, thermique ;
  • micro- et nanoélectronique, micro- et nanotechnologies, micro- et nanosystèmes, photonique, électromagnétisme, énergie électrique.

Dans tous ces domaines, la simulation et la modélisation multi-échelles et multi-physiques prennent un rôle transverse croissant, le plus souvent en lien avec des développements expérimentaux.

  • 168 structures de recherche dont 106 unités mixtes de recherche (UMR), 8 unité mixtes de services (UMS), 34 groupements de recherche (GDR) et 20 fédérations de recherche (FR).
  • 143 unités INSIS secondaires.

L’interdisciplinarité au cœur des recherches de l’INSIS

L’interdisciplinarité, intrinsèque à l’institut, est une nécessité pour étudier de nombreux objets d'intérêt pour l’INSIS. En son sein, les disciplines se complètent et se croisent.

De multiples interfaces existent avec les autres instituts du CNRS, en raison du caractère intégratif et pluridisciplinaire des sciences de l’ingénierie et des systèmes. La moitié des unités INSIS sont ainsi secondairement rattachées à un autre institut et 143 structures CNRS ont l’INSIS comme institut de rattachement secondaire.

Cinq laboratoires de l’INSIS font pour leur part l’objet d’un double rattachement ⁠⁠:

TIMC-IMAG INSIS et INS2I
LAAS-CNRS INSIS et INS2I
iCube INSIS et INS2I
CREATIS INSIS et INS2I
C2N INSIS et INP

L’INSIS participe activement aux actions de la Mission pour les initiatives transverses et interdisciplinaires (MITI), anciennement appelée Mission pour l’interdisciplinarité (MI) : Défisens, Mécanobiologie, Instrumentation aux limites.

Voir le site de la MITI

Quelques grandes recherches transversales

  • L’informatique et la robotique avec l’INS2I
  • La bio-ingénierie avec l’INSB
  • La photonique avec l’INP
  • Les énergies renouvelables avec l’INC
  • L’instrumentation avec l’IN2P3
  • L’astrophysique avec l’INSU
  • La modélisation avec l’INSMI
  • Le développement durable avec l’INEE
  • La conservation du patrimoine avec l’INSHS

Quatre domaines de recherche stratégiques

Les recherches développées à l’INSIS portent sur des domaines stratégiques pour l’avenir de la société : énergie, environnement, santé et vivant, technologies de l’information et de la communication.

L’énergie

Point névralgique de notre société, l’énergie représente un immense champ d’investigation pour tous les instituts.

L’INSIS est le principal point d’entrée de ces recherches : il pilote la cellule Énergie du CNRS et représente le CNRS au sein de l’Alliance nationale de coordination de la recherche pour l’énergie (ANCRE).

Site de la cellule Énergie du CNRS

Site de l'ANCRE

La thématique de l’énergie mobilise de nombreuses équipes, notamment au travers des structures de coordination de l’INSIS, comme la Fédération de recherche photovoltaïque (FedPV), la Fédération de recherche fusion par confinement magnétique-ITER (FCM-ITER) ou la Fédération de recherche sur l’énergie solaire (FédEsol).

L'environnement

L’INSIS développe pour ce secteur des procédés propres, des matériaux et des structures durables. Il travaille à la réduction des nuisances sonores, des émissions polluantes et de l’impact environnemental des produits.

L'INSIS a notamment fait de l'« ingénierie verte » sa thématique prioritaire en 2018 et 2019. L’ingénierie verte repose essentiellement sur le développement de procédés et technologies qui permettent d’utiliser les ressources tout en préservant l’environnement et les réserves naturelles pour les générations futures. Elle consiste aussi à développer des systèmes à faible consommation énergétique et/ou optimiser des procédés existants. Elle requiert une approche interdisciplinaire touchant à l’ensemble des sciences de l’ingénierie, avec une considération croissante de la durabilité et de la recyclabilité des objets.

La santé et le vivant

Dans ce secteur où le CNRS est devenu une référence, l’INSIS et ses partenaires enregistrent quotidiennement des progrès en imagerie médicale, en micro- et nanosystèmes pour le vivant, en ingénierie tissulaire, en biomécanique et en génie des procédés. L’INSIS est également impliqué dans l’institut thématique multi-organismes (ITMO) « Technologies pour la santé » de l’Alliance nationale pour les sciences de la vie et de la santé (AVIESAN).

Site de l'ITMO Technologies pour la santé

Les nanotechnologies

Il s’agit d’un axe de recherche fondamental des prochaines années. Les chercheurs de l’INSIS conçoivent et réalisent des dispositifs toujours plus petits et performants, qui trouvent notamment des applications dans des systèmes de communication, des appareils électroniques, des matériaux « intelligents » ou « auto-réparants ».

Une dynamique fédératrice autour de thématiques annuelles prioritaires

L’institut définit et affiche des thématiques annuelles prioritaires. Structurantes et fédératrices pour la communauté, elles permettent d’initier diverses actions : appels à projets, colloques scientifiques, actions de communication, etc. Les appels à projets PEPS - Projets exploratoires premier soutien - participent à cette approche. Ils sont collaboratifs et transverses et encouragent la mise en œuvre de nouvelles méthodologies et des protocoles concernant des technologies innovantes.

2020 : Ingénierie inspirée par la nature

Après l'ingénierie pour la santé et l'ingénierie verte, l'INSIS met en 2020 l'accent sur l'ingénierie inspirée par la nature. Imitation de structures, de propriétés, de processus et d'interactions développés par des entités biologiques, les réalisations inspirées par la nature sont de plus en plus populaires dans de nombreux domaines de la recherche et de l'innovation.

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2017 - 2019 : Ingénierie verte

2017 a vu le démarrage de l’année de l’ingénierie verte, qui s'est poursuivi jusqu'en 2019 avec la parution de l'ouvrage CNRS Éditions :  « Inventer l'avenir, l'ingénierie se met au vert ».

L’ingénierie verte repose sur le développement de procédés et technologies qui permettent d’utiliser les ressources tout en préservant l’environnement et les réserves naturelles pour les générations futures. Elle vise aussi à développer des systèmes à faible consommation énergétique ou à optimiser des procédés existants. Elle requiert une approche interdisciplinaire touchant à l’ensemble des sciences de l’ingénierie, qui doivent, aujourd’hui, incorporer la durabilité dans leurs pratiques.

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2016 : Ingénierie pour la santé

2016 fut consacrée à l’ingénierie pour la santé, à travers notamment des travaux portant sur la fluidité, l’élasticité et les capacités systémiques des tissus humains.

En construction

Des équipements expérimentaux de pointe

Les travaux de l'INSIS s’appuient sur des infrastructures expérimentales de premier plan.

Les plateformes et grandes infrastructures de recherche

Certaines recherches ne peuvent être conduites sans des ressources technologiques de haut niveau. Les laboratoires de l’INSIS accueillent quelques grandes infrastructures de recherche, comme le four solaire d’Odeillo, et tout un réseau de plateformes spécialisées : salles blanches, souffleries super- et hypersoniques, bassin à houle, chambres anéchoïques, microscopes, tunnels à feux, plateformes laser, plateformes de caractérisation, etc. En particulier, l’INSIS abrite RENATECH, le réseau académique des centrales technologiques de nanofabrication.

Ces plateformes sont souvent ouvertes à des chercheurs externes, académiques ou issus des départements R&D de grands industriels.

Zoom sur le réseau RENATECH

Depuis plus de dix ans, le CNRS dispose d’un réseau de centrales de micro- et nanofabrication, le réseau national des grandes centrales technologiques RENATECH, ouvert à des utilisateurs issus des mondes académique et industriel.

Piloté par l’INSIS, RENATECH a permis une remise à niveau de l’outil microtechnologique français, le plaçant ainsi à la pointe, aussi bien en termes d’équipements qu’en termes d’expertise humaine.

RENATECH dispose aujourd’hui de 7 000 m2 de salles blanches réparties sur 5 plateformes (Marcoussis, Orsay, Lille, Besançon, Toulouse, Grenoble), animées par 150 ingénieurs et techniciens. 1 000 clients, académiques ou industriels, utilisent ces ressources chaque année, pour un total de 365 projets d’une durée moyenne de 27 mois.

Site de RENATECH