Quelques missions réalisées par notre équipe

Centre for Defense Enterprise

BEAST (Biomimetic Executive Anti-failure Strategic Tool) est un outil qui permet d'identifier et de prévoir la vulnérabilité des systèmes complexes, les effets indésirables émergents et les dysfonctionnements cachés. BEAST crée une puissante combinaison unique et innovante de méthodologies (TRIZ et biomimétique) qui repose sur plusieurs décennies de recherche, pilotée par une équipe unique d'experts.

BEAST guide les utilisateurs à travers un ensemble de techniques et de questions, afin de mieux mobiliser leurs connaissances et leur expérience. Il aide à décider où chercher, quoi faire et comment mettre les actions en œuvre.

BEAST aide à raisonner avec créativité sur la possibilité d'effets catastrophiques émergents dans des systèmes sociotechniques complexes. Par exemple, pour identifier et atténuer les échecs potentiels et cachés, BEAST peut faire appel à des connaissances approfondies des stratégies de tromperie dans la nature vivante.

Voyager dans l'espace : des solutions pour des problèmes encore inconnus !

Missions de consultance pour SEA Ltd dans deux projets financés par Agence Européenne de l'Espace (ESA) entre 2007 et 2010. Le but était de fournir des conseils pour la conception d'outils de soutien psychologique pour une équipe devant se rendre là où aucun humain n'est allé auparavant et devant donc face à des défis imprévus. Les résultats sont maintenant publiés dans les actes officiels du 3ème colloque IAASS "Construire ensemble un espace plus sûr" (59e Congrès International Astronautique). L'étude a soulevé un nouveau challenge : résoudre des problèmes inconnus à ce jour. Évidemment l'espace apporte son lot de défis : il n'y a ni expérience, ni point de référence pour la prise de décision dans de telles conditions. Aider à la résolution de problèmes inconnus est un réel défi pour la méthode elle-même !

Avec l'aide de nos méthodes, nous avons élaboré un scénario des difficultés potentielles, créant une matrice pour des problèmes psychologiques lors des missions spatiales. Cette matrice (nous l'appelons Psy-matrice) a mis à jour un total de 2.278 problèmes auxquels l'équipage devrait peut-être faire face. Seulement 30 d'entre eux étaient connus dans la pratique.

Lors d'une mission vers d'autres planètes, l'équipage pourrait rencontrer des situations et défis que même des ingénieurs expérimentés, des concepteurs, des scientifiques et des précédents explorateurs n'avaient pas prévus. L'exploration spatiale par l'homme est un test des capacités humaines sur le terrain (p. ex. les concepteurs et le personnel de soutien) et dans l'espace (p. ex. les astronautes) et élargit nos connaissances et notre compréhension des capacités et des limites humaines. C'est un défi pour les scientifiques et pour l'industrie de concevoir des outils spécialisés de résolution de problème, capables de soutenir et d'aider l'équipage dans les missions d'exploration.

Un outil complémentaire, technologiquement très avancé (Crew Expert Tool IO), développé dans ce projet, aidera l'équipage pour les opérations autonomes lors de futures longues missions d'exploration sur la lune et vers Mars.

Projet ARTIC : Conception d'un actionneur artificiel cilié microfluidique

Le projet a été confié par Philips à l'Université de Bath. Notre rôle dans ce projet ARTIC était d'interpréter des connaissances biologiques pour les rendre compréhensibles par des collègues de divers domaines : ingénieurs, informaticiens, etc. Ce défi n'était pas simple, parce que les "langages" de tous ces professionnels sont différents.

Nous avons utilisé la méthodologie originale et unique de BioTRIZ pour analyser des entités biologiques et interpréter les données en langage d'ingénieur afin de pouvoir les utiliser dans la conception de l'actionneur de cils artificiels. Au stade actuel, la compréhension biologique de l'actionnement de cils n'est certainement pas complète.

Nous avons dressé le catalogue complet des mécanismes de manipulation de liquide existant dans les systèmes vivants. Il est apparu qu'une grande variété de mécanismes biologiques résultait d'un nombre très limité de combinaisons de paramètres (Vincent, Bogatyrev, 2008 ; Bogatyrev, Vincent, 2008). Et la majeure partie de la zone des combinaisons logiquement possibles restait vide. Cela montre l'énorme potentiel ouvert à la conception d'actionneurs microfluidiques artificiels. Nous avons analysé les propriétés fonctionnelles essentielles des actionneurs ciliés biologiques et avons créé des modèles pour les actuateurs artificiels. Nos prototypes n'ont pas copié les systèmes ciliaires naturels, mais ils étaient en mesure de fournir la fonction requise par des moyens technologiques : la fonction requise (déplacement de liquide) pouvait être fournie par des micro-pagaies asymétriquement fragmentées et/ou par la fragmentation de la base mobile (où ces pagaies sont attachées) dans diverses combinaisons.

Le défi le plus difficile était de générer le mouvement réciproque des cils artificiels dans les ondes progressives (en mode métachrone plutôt que synchrone) pour assurer l'acheminement du liquide.

Notre solution consistait à créer un canal semi-circulaire avec les pagaies magnéto-sensibles asymétriquement fragmentées, actionnés par l'électro-aimant en orbite coaxiale. Le dispositif final ne ressemblait pas au prototype initial biologique (une surface ciliée de créatures vivantes), mais il fournissait exactement la fonction des effecteurs biologiques ciliaires. Toutes les idées mentionnées ci-dessus et les principes de fonctionnement ont été acceptés par les membres du consortium et ont été mis en œuvre.

Intégration de la biologie dans une méthode d'innovation générique et systématique

L'idée que la biologie a beaucoup à offrir à d'autres disciplines est certes croissante dans les esprits mais n'a guère été développée dans l'ingénierie. Nous avons analysé et caractérisé les structures, les matériaux et les mécanismes des organismes vivants de telle façon qu'ils puissent être incorporés dans un puissant outil de résolution de problèmes. Nous avons réalisé que l'ingénierie tient peu compte de la hiérarchie dans la conception, alors qu'elle affecte les types de problèmes fonctionnels et leur solution. À de faibles niveaux hiérarchiques (une simple machine ou un tissu biologique), les variables les plus importantes sont la structure et la substance. Aux niveaux supérieurs (un assemblage de machines, un organisme), c'est l'information qui prend le pas. Actuellement, seulement environ 10 % des mécanismes et fonctions biologiques ont été appliqués à l'ingénierie. Les résultats attendus sont, d'une part, une meilleure résolution des problèmes tant en ingénierie qu'en biologie et, d'autre part, la création d'une zone intermédiaire au sein de laquelle l'informatique biologique et la bio-mécatronique sont en train d'être développées.