La sûreté des systèmes cyberphysiques : un défi pour l'avenir

Les systèmes cyberphysiques sont la nouvelle génération de systèmes embarqués, qui contrôlent nos appareils et notre infrastructure, et régentent de plus en plus nos vies : distribution intelligente de l’énergie, transport aérien, véhicules autonomes, appareillages médicaux et santé à domicile, drones de surveillance, systèmes de production intelligents…

Ces systèmes deviennent de plus en plus complexes, tant par leur taille que par l’utilisation d’algorithmes subtils, voire difficiles à maîtriser et à tester, comme ceux venant de l’intelligence artificielle. Leur utilisation est donc critique et peut avoir des conséquences catastrophiques en cas de « bug » ou d’intrusion malveillante. Rappelez-vous le cas du logiciel de contrôle de l’accélération de la Toyota Camry aux États-Unis en 2005 : plusieurs morts, une enquête menée par la NASA et un procès qui débouche sur un accord coûtant 1,4 milliard de dollars à Toyota. Vous avez peut-être également suivi l’affaire de ces hackers, en 2014 et 2015, qui prennent le contrôle, depuis leur canapé, des systèmes électroniques de freinage et de contrôle moteur d’une Jeep Cherokee voyageant à pleine vitesse sur une autoroute.

Pourtant ces systèmes logiciels sont amenés à se répandre de plus en plus dans les véhicules autonomes qui sont l’avenir du transport routier et qui finalement, seront plus sûrs que le conducteur humain. Plus sûrs si l’on obtient la preuve rigoureuse de leurs bons comportements. Apporter cette preuve rigoureuse, voilà l’objectif du projet « Sûreté et sécurité des systèmes cyberphysiques » porté par Éric Goubault dont les recherches portent notamment sur les drones et les véhicules autonomes.

Un projet à la croisée des mathématiques appliquées et de l’informatique

Pour promouvoir une approche plus globale de la conception, de l’optimisation et de la validation des systèmes cyberphysiques, ce projet mobilise à la fois des chercheurs issus du Laboratoire d’Informatique (cybersécurité, réseaux, modélisation et vérification) et du Centre de Mathématiques Appliquées de l’X (contrôle et optimisation). S’agissant d’un projet de recherche fondamentale, l’enjeu est de trouver les bons modèles mathématiques, ainsi que les algorithmes de vérification qui permettront de traiter des systèmes aussi complexes. « Pour mener à bien nos recherches, le nerf de la guerre est la matière grise. Nous avons besoin de recruter des chercheurs et enseignants-chercheurs pour faire émerger des projets innovants et conduire des animations scientifiques d’envergure, nécessaires pour envisager des avancées majeures. Le matériel d’expérimentation, et notamment les drones terrestres et aériens, est également essentiel pour tester nos méthodes en conditions réelles », témoigne Éric Goubault. Grâce à vos dons, une salle d’expérimentation a pu être installée dans le bâtiment hébergeant le département d’informatique. Les fonds qui seront collectés dans le cadre de la deuxième Campagne de levée de fonds doivent permettre de maintenir et de développer les plateformes matérielles et logicielles, par un support ingénieur indispensable à ces activités.

Les élèves de l’École polytechnique sensibilisés et associés au projet

Pour attirer les meilleurs talents, les avancées de la recherche en matière de sûreté et de sécurité des systèmes cyberphysiques sont valorisées dans le cadre de programmes de formation initiale de l’École polytechnique. « Dans un environnement ultra-compétitif où tout le monde s’arrache les étudiants les plus brillants, nous nous rapprochons des jeunes X férus de robotique et nous leur offrons des sujets exaltants, dès la deuxième année au travers des Projets Scientifiques Collectifs. Nous leur proposons ensuite une filière d’enseignement et des projets dédiés en troisième année et enfin, un master dédié, avec nous l’espérons, un soutien pour des bourses de thèse. Là encore, les dons nous permettent d’équiper ces étudiants avec du matériel de pointe et de les envoyer en stage dans les meilleures équipes au monde, avec qui nous avons tissé des liens forts ces dernières années », poursuit Éric Goubault. Les jeunes ainsi formés irrigueront demain le monde de la recherche mais également, celui des entreprises.

Une collabaration indispensable avec les entreprises

Pour mener à bien ses recherches, l’équipe d’Éric Goubault entretient des liens forts avec des entreprises dans les domaines applicatifs des systèmes cyberphysiques (automobile, transport aérien, etc.), et tout particulièrement dans le domaine de la défense où elle peut compter sur le soutien de longue date de Thales, de Dassault Aviation et de Naval Group. Par ailleurs, alors que les systèmes cyberphysiques s’appliquent au smart manufacturing (Industrie 4.0 en France et en Allemagne), c’est-à-dire aux systèmes de production automatisés et intégrés numériquement dans toute la chaîne de valeur de l’entreprise, les liens avec le monde de l’entreprise manufacturière sont également nombreux. « Notre plateforme matérielle, vitrine de notre activité de recherche, et le support ingénieur que la levée de fonds nous permettra de pérenniser, sont essentiels pour renforcer nos liens avec l’industrie et pour faire de l’X une référence mondiale en matière de sûreté des systèmes de contrôle intelligents », conclut Éric Goubault.  

>> En savoir plus sur le projet

>> Dans le cadre de la deuxième Campagne de levée de fonds, le projet « Sûreté et sécurité des systèmes cyberphysiques » est soutenu par vos dons et peut également donner lieu à une chaire d’entreprise. Pour plus d'informations, nous vous invitons à contacter Marie Verrier, Responsable Grands Comptes à la Fondation de l'École polytechnique : marie.verrier@polytechnique.edu