Le laboratoire LÉA

A l’ENSEA, les missions du LÉA consistent à :

• fédérer des enseignants-chercheurs de l’ENSEA au sein d’un périmètre scientifique cohérent, articulé autour d'axes thématiques complémentaires,
• organiser et soutenir la recherche, la production, la diffusion et la valorisation de connaissances scientifiques et techniques,
• contribuer à la formation des étudiants à la recherche et par la recherche,
• interagir avec son environnement scientifique, industriel et économique.

Positionnement scientifique

Le positionnement scientifique du LÉA est celui d’un laboratoire de recherche dans les domaines de l’électronique et de l’automatique non linéaire. L’association entre ces deux domaines, classique dans le monde de la recherche, permet une action coordonnée et complémentaire entre les membres de ces deux disciplines.
Le laboratoire a développé des compétences originales reconnues à l’échelle nationale et internationale comme l’attestent les publications, les brevets, les projets en partenariat avec l’industrie et les instances académiques, les collaborations nationales et internationales.

Dans le domaine de l’électronique, l’activité scientifique du LÉA est une activité partenariale se concentrant principalement sur la conception et la caractérisation de circuits électroniques intégrés rapides. Dans ce domaine, les résultats expérimentaux, à l’état de l’art international, montrent des circuits fonctionnels à plus de 100 Gbit/s par canal. Ces résultats ont permis d’étendre ces activités à la commutation de puissance rapide. Il s’agit de concevoir et réaliser des circuits de commutation de puissance rapides permettant, pour des niveaux de puissance de quelques dizaines de kW, une commutation à relativement haute fréquence (quelques MHz).

D’autre part, les compétences acquises dans la conception de circuits rapides pour les communications optiques ont été mises à profit pour concevoir des systèmes électroniques rapides pour la récupération d’énergie RF environnante.

Applications : communications sur fibres optiques, systèmes embarqués, circuits supraconducteurs quantiques

Dans le domaine de l’automatique, le LÉA s’appuie sur des approches avancées telles que la commande robuste, la commande prédictive, l’estimation d’état, la détection de défaut, l’identification des systèmes et les systèmes non linéaires ou hybrides.
En lien étroit avec des partenaires industriels et académiques, nationaux et internationaux, le LÉA  participe à de nombreux projets. Ce positionnement fait du laboratoire un acteur stratégique dans l’étude et la maîtrise des systèmes dynamiques complexes.

Applications : robotique, électronique de puissance, gestion énergétique des systèmes embarqués  pour les transports (automobile, aéronautique), systèmes multi-agents, optimisation énergétique et réseaux électriques intelligents.

Le positionnement scientifique du LÉA s’intègre parfaitement dans la nouvelle stratégie de l’ENSEA « Synergie 2024-2028 ». En particulier ces projets s’insèrent dans l’axe stratégique « Science et Expertise : Etre à la pointe sur nos champs de formation, de recherche et d'innovation, avec l'électronique au cœur ».

Équipements scientifiques

Le LÉA dispose actuellement d’une plateforme technique performante, cohérente avec ses objectifs. Le laboratoire possède, en particulier, des équipements lourds de mesures et d’instrumentation scientifique nécessaires à ses activités de recherche : station de mesure sous pointes sur coussin d’air,  oscilloscope temps réel rapide, analyseur de réseau vectoriel 70 GHz, station de wire-bonding semi-automatique, équipements de prototypage rapide et de fabrication de petites séries, etc.

Dans le cadre de ses activités en automatique, le LÉA dispose :

• d’une plateforme expérimentale dédiée aux énergies renouvelables, intégrant des convertisseurs de puissance (hacheurs, onduleurs) et des charges simulées pour la reproduction de scénarios photovoltaïques ou éoliens. Cette plateforme permet la validation de stratégies de commande avancées appliquées à la gestion intelligente de l’énergie dans les micro-réseaux.
• De bancs expérimentaux de convertisseurs de puissance utilisés pour la validation de stratégies de commande non linéaire et de commandes à commutations, dans le contexte de l’électronique de puissance et des énergies renouvelables.
• D’une plateforme de commande temps réel embarquée, intégrant microcontrôleurs, DSP, FPGA et systèmes de prototypage rapides, permettant le test de lois de commande avan-cées.
• D’un ensemble de drones multirotors équipés de capteurs embarqués (IMU, GPS, ca-méras, capteurs environnementaux) pour le développement de stratégies de commande, d’observation, de diagnostic et de navigation autonome.
• De robots mobiles terrestres utilisés pour l’expérimentation sur la coopération multi-agents, le consensus distribué et la reconfiguration en environnement incertain.
• D’une plateforme expérimentale de contrôle d’onduleur à commande binaire dédiée à l’étude des stratégies énergétiques optimales dans des contextes de micro-réseaux ou de produc-tion distribuée.

Exemples de projets en cours

Projet ANR “MilliJosephGaN” (2025-2029) :

Il s’agit, pour le LÉA, de concevoir des circuits intégrés d’amplificateurs faible bruit sur nitrure de gallium dans la bande [75 ; 110 GHz] pour une application de mesures quantiques. Ce projet ouvre des perspectives dans le domaine passionnant des circuits quantiques.

Les partenaires du LÉA sont les laboratoires CNRS IRL-LFQ (Laboratoire Frontières Quantiques) et IRL-LN2 (Laboratoire Nanotechnologies Nanosystèmes) de l’Université de Sherbrooke (Canada), et l’IEMN (Institut d'Électronique de Microélectronique et de Nanotechnologie, Lille, France).

Ce projet est financé par l’agence nationale de la recherche (ANR).

Projet France 2030 « Caméléon » (2025-2029) :

Le laboratoire développe un projet collaboratif de recherche ambitieux pour le développement d’un drone bas carbone répondant à l’appel à projet « Produire en France des aéronefs bas carbone » du plan France 2030.

Les principaux enjeux de ce projet sont une capacité d’emport et une autonomie importantes, la réduction des impacts environnementaux (bas carbone, faible bruit, etc.) et l’acceptabilité sociétale de l’implantation de lignes régulières de vols de drones.
La participation de l’unité consiste principalement à concevoir, fabriquer et faire certifier des circuits électroniques de commutation de puissance rapide pour la ligne de propulsion du drone.

Ce projet, ayant pour objectif la production d’un drone bas carbone, s’intègre parfaitement dans la nouvelle stratégie de l’ENSEA « Synergie 2024-2028 », en particulier dans l’axe stratégique « Impact : Contribuer à une chaine de valeur pour un développement soutenable ».

Ce projet est financé par Bpifrance.