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Les infrastructures de communication, de stockage et de calcul constituent le socle des services numériques sur lesquels s’appuient désormais nos sociétés. Ces services prennent des formes très diverses : services d’information, de communication ou d’information, services de gestion des ressources (électricité, eau, moyens de transport, …), services axés sur la production ou les loisirs, services à domicile, nomades ou ubiquitaires, services personnalisés ou personnalisables, services enfouis ou à forte visibilité…. Les architectures des infrastructures correspondantes sont aussi multiples: calculateurs massivement parallèles, systèmes informatiques distribués à grande échelle intégrant fermes de serveurs et terminaux programmables, informatique « en nuage » (grille, cloud computing) ou informatique personnelle, utilisation de l’internet comme plate-forme applicative, systèmes embarqués interconnectés distribués ou non, …

Etant donné l’importance sociétale des services numériques, de forts enjeux transversaux portent sur leurs infrastructures: maîtrise de l’énergie, évolutivité, autonomie, qualité de service, disponibilité et tolérance aux pannes ou aux agressions, performances, sûreté de fonctionnement, temps de réponse, efficience de la gestion des ressources matérielles et logicielles, interopérabilité, optimisation globale des ressources, sécurité, préservation des données à caractère privé.

Les défis scientifiques et techniques des infrastructures pour les services relèvent de la maîtrise de systèmes complexes, dynamiques, hétérogènes et interconnectés. Ils entraînent des problématiques logicielles et matérielles liées au déploiement, à l’exploitation, l’administration, l’optimisation des ressources, la gestion des données, des identités et des protections, au contrôle multi-niveaux, aux algorithmies innovantes ainsi qu’aux nouvelles contraintes architecturales et matérielles. Sont nécessaires pour les services : l’adaptation permanente au contexte d’utilisation et à la mobilité, la composition dynamique, l’exploitation optimale de la virtualisation et de la répartition des ressources logicielles et matérielles, la distribution à grande échelle et l’accessibilité, la robustesse. La coopération horizontale et l’intégration verticale d’infrastructures complexes doivent in fine se traduire par des services fluides et performants assurant une qualité de service finale optimale.

Cet axe thématique vise notamment à soutenir la conception d’infrastructures numériques permettant un accès rapide à des données réparties, massives, non forcément structurées, hétérogènes et multi-formes, associées à des services composables dynamiquement. Evolutions du Web, ces plates-formes doivent le compléter pour fournir le niveau requis de transparence sur les données et les applications, les mécanismes permettant de les traiter et les maîtriser (protection, migration, destruction), les techniques pour en améliorer l’accessibilité et la disponibilité. Un des enjeux principaux est de contribuer à la confiance de l’ensemble des acteurs individuels, économiques ou institutionnels dans la transition numérique. Un autre est de créer les socles techniques d’écosystèmes riches et ouverts pour le développement des services (API, composants, outils, logiciels libres).

Il comprend la mise au point de méthodes et d’intergiciels de coopération et de virtualisation  efficaces et sûrs pour l’internet du futur, les objets communicants, le cloud computing, le calcul haute performance et leurs évolutions. Ces techniques seront conçues pour garantir la confidentialité des acteurs impliqués et la traçabilité des opérations, pour permettre l’utilisation efficace et simplifiée (API) des infrastructures de réseaux (coopération avec l’axe thématique 2), pour prendre en compte le déluge de données à manipuler, pour masquer la complexité tout en permettant la dynamicité (comportements autonomiques, configuration dynamique, adaptation). Ces infrastructures seront accompagnées d’outils de modélisation, de conception, de simulation, de développement, de déploiement et d’exploitation permettant de tirer parti des capacités techniques des infrastructures proposées (coopération avec le programme INS et MN).

Cette axe vise également à soutenir la recherche sur les infrastructures dédiées au calcul et stockage à haute performance (données massives, traitements exascale) utilisant de nouvelles infrastructures matérielles et logicielles (architectures multi-cœurs, spécialisées et hybrides) pour répondre aux exigences spécifiques des services qui nécessitent de hautes performances (rapidité et taille, consommation énergétique, fiabilité), aux enjeux de la co-conception de tels systèmes, de leur déploiement et de leur administration. Les techniques étudiées doivent être compatibles avec la criticité des services visés.

On prendra en compte des critères de qualité tels que: performance, qualité de service, sûreté, résilience, sécurité, efficience, programmabilité, évolutivité, coût économique du traitement, du transfert et du stockage, etc. Les projets centrés principalement sur la sécurité seront traités dans le programme INS.

En outre, l’analyse des relations économiques entre la multiplicité des acteurs impliqués dans un service de bout-en-bout (multiplicité d’opérateurs d’infrastructures, fournisseurs de services et de contenus), et son application pour aboutir à des optimisations opérationnelles de leurs interactions, est un sujet important pour les futurs équilibres économiques des infrastructures.

Les activités de cet axe thématique pourront conduire au développement de plates-formes expérimentales à grande échelle pour les défis mentionnés, accompagnées de leurs méthodes d'évaluation, de leurs processus de conduite et d’automatisation des expérimentations, de leurs mécanismes de partage. Il sera aussi possible de proposer des sous-systèmes complexes mais d’échelle limitée, interopérables dans le contexte de leur interconnexion avec d’autres systèmes pour constituer au global un système de systèmes.


Mots clés : Systèmes et logiciels distribués, plateformes de services, virtualisation de ressources, intergiciels, infrastructures pour le stockage et le calcul haute performance, stockage massif, calcul intensif, confidentialité, « privacy », administration des réseaux et systèmes, fédération des ressources de communication/exécution/stockage, services pour l’intelligence ambiante, infrastructure pour systèmes cyber-physiques, systèmes autonomiques, infrastructures à garantie de temps de réponse, adaptation au contexte et aux réseaux, dynamicité, multi-échelle, orchestration, contrôle, optimisation des ressources, cohérence, haute performance, fiabilité, disponibilité, données complexes, hétérogénéité, modélisation, architectures logicielles et composition.

Programmes "STIC"

  • INFRA (Infrastructures pour la société numérique)
  • INS (Ingénierie Numérique et Sécurité)
  • CONTINT (Contenus Numériques et Interactions)
  • MN (Modèles Numériques)
  • CHIST-ERA (Long-term CHallenges in Information and Communication Sciences and Technologies)