Le LAL et lindustrie Dominique BRETON Le LAL

Le LAL et l’industrie. Dominique BRETON Le LAL et l’industrie – 8 juin 2006 D. BRETON

Introduction • Trois grands types de relations : – La sous-traitance au quotidien – La prestation sur appel d’offre – La valorisation avec ou sans transfert de technologie. • Vont être développés dans le cadre : – De l’histoire et du présent du labo – De l’IN 2 P 3 – Du CNRS Le LAL et l’industrie – 8 juin 2006 D. BRETON

Les débuts (années 50 et 60) • Les industriels pionniers du Linac : – Génie civil : Société des travaux de l’Est – Les klystrons et l’instrumentation du LINAC : les contrats CSF – Les aimants : Jeumont-Schneider • Les premières expériences de physique : – Echelle humaine – Beaucoup de ressources internes (ateliers, câblage, … ) – Electronique principalement basée au départ sur des développements maison – L’arrivée des châssis NIM au milieu des années 60 (CHRONETICS) permet aux physiciens de câbler euxmêmes leur électronique : une grande toile d’araignée ! – Pas d’interaction forte avec l’industrie Le LAL et l’industrie – 8 juin 2006 D. BRETON

Les années 70 • Création du groupe CERN (P. Lehman) – Contacts industriels pour la fonderie, les composants optiques et la grosse mécanique (Hypérons 28 Ge. V, NA 3, Hypérons 300 Ge. V … ) • L’instrumentation industrielle entre dans l’ère des cartes plus complexes et des bus de données : – Châssis NIM, CAMAC (Transrack, OSL, … ) – Cartes CAEN, Hewlett-Packard, Le. Croy, … • L’électronique des expériences se construit donc toujours en partie à partir d’élément prédéfinis – On relie les cartes par des cordons manufacturés de types et de longueurs de plus en plus divers (BNC, LEMO, coax multi-voies, … ) • Mais … – Pour les cartes spécifiques et les fonctions avancées non disponibles, nous continuons bien sûr à réaliser nos études, nos circuits imprimés et notre câblage à la maison – Nous développons nos premiers circuits hybrides sur DM 1 (SINTRA) Le LAL et l’industrie – 8 juin 2006 D. BRETON

1985 Les années 80 • Après 1980, en électronique, une page se tourne dans nos relations avec l’industrie : – Le nombre total de voies de mesure grandit très rapidement – Nous sommes donc conduit à développer nousmêmes des câbles et des cartes électroniques spécifiques – Pour leurs productions : mise en place des premiers marchés – Nous faisons développer des hybrides de plus en plus performants Carte pour NA 31 1985 1987 Carte Acquisition 15 MHz pour UA 2 Câble AXON pour NA 31 1985 Carte DVCA pour CELLO 2 Le LAL et l’industrie – 8 juin 2006 D. BRETON

Les années 80 (suite) • Pour la mécanique, on continue à développer et produire en collaboration avec les industriels : – Octotubes pour Tau. P : ALUSUISSE – Boîtiers en aluminium pour NA 14 : FLAB. Usinage : éts ANDRE. – Coques en composite pour UA 2’ : DOW PIPE SYSTEM – Cryostats de CELLO à DESY – Structures hadroniques du calorimètre de H 1 (FRAMATOME) Le LAL et l’industrie – 8 juin 2006 D. BRETON

Pour le LEP … • ALEPH : – Etude et assemblage en interne de 8 secteurs du calorimètre électromagnétique à partir d’éléments sous-traités – 432 câbles 24 paires torsadées (SEPAQ) – 1620 cartes Mux. Aleph pour le calorimètre électromagnétique avec des hybrides céramique produits par NEOHM (Turin) et testés au LAL – Suite à des problèmes de vieillissement sur les hybrides, 2ème version des cartes produites par la SAGEM (Montluçon) avec l’un des premiers circuits intégrés conçus au LAL (techno 2. 4µ) • Première mise en place d’un plan qualité avec suivi de production en temps réel (voir transparent suivant) • DELPHI : – 700 cartes Shaper pour la TPC assemblées par la SEPAQ (Bordeaux) – Développement de câbles multi-voies spécifiques (NOVOCAVI). Le LAL et l’industrie – 8 juin 2006 D. BRETON

Plan qualité de SAGEM pour la production des cartes Mux. Aleph Le LAL et l’industrie – 8 juin 2006 D. BRETON

Carte translateur pour H 1 1990 Les années 90 • Les années 90 sont pour l’électronique une phase de transition entre le LEP et le futur LHC – Pas de grandes productions pour le CERN – Mais beaucoup de R&D Câble signal pour BABAR • De gros détecteurs vont cependant demander de produire des séries importantes : – H 1 à Hambourg • PCB et câblage en sous-traitance mais sans marché. • Hybrides céramique pour la calibration (NEOHM) 1997 • Consolidation des méthodes «modernes» de production : – BABAR à SLAC (AXON, DRAKA, ATI, THOMSON Cholet) Carte DFB (marché de 190 cartes) pour BABAR 1990 Le LAL et l’industrie – 8 juin 2006 1997 D. BRETON

Politique d’approvisionnement des composants • Pas de règle prédéfinie • Jusqu’au milieu des années 90, tous les approvisionnements étaient effectuées principalement par notre service achats – Maîtrise des coûts – Quantités gérables – Composants discrets (encore manipulables) • Grands bouleversements à l’arrivée des composants montés en surface – Le conditionnement en rouleau de ces derniers n’est pas adapté à leur fourniture par le labo (plusieurs milliers à dizaines de milliers de composants par rouleau) – Mais les achats pour les prototypes restent en interne • Tendance à aller vers des marchés clefs en main incluant les approvisionnements des composants commerciaux – Nous fournissons bien sûr toujours les ASIC (circuits intégrés « faits maison » ) et les composants spécifiques. – Les industriels ont parfois accès à des marchés préférentiels du fait de leur volume d’achats : • Exemple : lors de la production des 190 cartes Front-End pour BABAR, Thomson Cholet avait accès aux FPGA d’ALTERA à moitié prix par rapport à nous et à leurs concurrents. • Mais ce n’est pas fréquent dans les réponses aux appels d’offres. Le LAL et l’industrie – 8 juin 2006 D. BRETON

Politique de production des cartes en série • Tendance à faire des marchés clefs en main • L’industriel s’engage à nous fournir un produit fini – Il réalise les approvisionnements (sauf composants spécifiques) – Il choisit son fabricant de circuits imprimés (PCB) sur la base de critères définis par nous – Il assemble les cartes – Il réalise un déverminage en étuve avec cycles de température (option) – Il configure les circuits programmables (parfois très long) – Il réalise les tests de fabrication : • • Robot à pointes mobiles (TAKAYA) Boudary Scan Parfois : tests in situ (lits de clous) Rarement : tests fonctionnels qui nécessitent la fourniture par nos soins d’un banc de test dédié, mais offrent une large couverture et permettent des relations fructueuses avec les services techniques des industriels. – Lourd à mettre en place (coût, transport et installation du banc, formation du personnel, … ) – Solution idéale quand elle est possible – Exemple réussi : le test des cartes pour BABAR chez Thomson à Cholet en 1998. Le LAL et l’industrie – 8 juin 2006 D. BRETON

Tests en production • Exemple : LAUDREN Pointes mobiles (TAKAYA) Etuve pour cycles de température Banc «boundary scan» Le LAL et l’industrie – 8 juin 2006 D. BRETON

Politique de choix du sous-traitant (1) • Deux types de relations avec les sous-traitants : – Au quotidien, en interaction fréquente avec des PME locales à forte réactivité (ATI, DRAKA (ex FILECA), ELVIA, M 2 J, MCE, PANTOGRAVURE, PLASSYS, SOCCAM, SCC, … ) – Plus ponctuellement pour les gros projets avec appel d’offre ou marché public • • Procédures administratives très réglementée Règle générale : – Démarche liée au montant de la commande : • • • En dessous de 4000€ : choix libre avec preuve d’offre économiquement avantageuse Entre 4000€ et 90000€ : PUMA ( PUblicité pour les Marchés Adaptés) Entre 90000€ et 130000€ : avis d’appel public à la concurrence (délai réduit à ~ 3 semaines) Au dessus de 130000€ : mise en place d’un appel d’offre européen (52 jours) Si PUMA : rédaction du cahier des charges technique – Dépouillement des offres au bout de 5 jours ouvrés minimum – Critères de choix semblables à ceux des marchés (voir ci-dessous) • Si appel à la concurrence ou appel d’offre européen : rédaction des cahiers des charges administratif et technique et du règlement de consultation – Critères de choix doivent être développés dans le règlement de consultation qui nous oblige à les hiérarchiser, avec par exemple des coefficients d’importance pour les différentes rubriques. – Exemples de critères : • • Expérience dans le domaine (montage et démontage des BGA, … ) Atelier dédié Niveau d’équipement (Scanner à rayons X, testeur à pointes mobiles, … ) Délais d’approvisionnement et de fabrication Sécurité du stockage des composants Proximité Prix Le LAL et l’industrie – 8 juin 2006 D. BRETON

Politique de choix du sous-traitant (2) • Analyse des offres : – Ouverture officielle des offres sous la responsabilité de l’IN 2 P 3 • Rejet de toute offre non conforme (parfois cruel mais incontournable et garant de la probité du marché) – Ensuite, au niveau du labo, réflexion collective réalisé par un groupe comportant : • • • Le ou les concepteurs des cartes Le physicien responsable du projet Le responsable de fabrication Le dessinateur CAO L’acheteur – Création d’un tableau récapitulatif et comparatif des différentes offres – Choix des sociétés les mieux placées pour une visite si précisé dans le règlement de consultation – Si questions ou informations complémentaires, elles doivent être transmises via l’IN 2 P 3 à toutes les sociétés soumissionnaires (principe de l’égalité des chances) • Réponses aux sociétés : – Pas de communication possible tant que notre choix n’a pas été validé par la commission des marchés de l’IN 2 P 3 – Nous sommes à la disposition des sociétés non retenues pour leur en donner les raisons afin de leur permettre d’améliorer leur offre et de mieux se positionner sur le marché – Message aux sociétés présentes : ne surtout pas se décourager et continuer à répondre aux appels d’offre ! Le LAL et l’industrie – 8 juin 2006 D. BRETON

Les contrats en électronique • Les plus gros contrats récents ou en cours sont liés au LHC. – Pour ATLAS : • Réalisation par AXON de 6400 harnais pour les 200 000 voies du calorimètre électromagnétique (17 MF) • Production de 132 cartes Calibration par EMELEC – Pour LHCb : • Production de 262 cartes Front-End par LAUDREN (Lorient) • Production de 35 cartes CROC par ALTREL (Lille) • Production de 70 fonds de panier par HARTING (Angleterre) Le LAL et l’industrie – 8 juin 2006 D. BRETON

Les contrats en mécanique : VIRGO • Réalisation des 2 bras de l’interféromètre : – 6 km de tube à vide en inox (400 éléments de 15 m) : CNIM à la Seyne sur Mer • plus gros marché passé à ce jour (68 MF) • suivi de production très rigoureux au vu des performances requises • Sous-traitance pour les compensateurs : SFZ – R&D et réalisation de robots de soudage : ORBITAL – 4 grandes vannes ultra-vide en acier inox (6 MF) : VAT • Ce fut une première pour la société de réaliser des vannes ultra-vide de cette dimension • Collaboration très active du laboratoire Le LAL et l’industrie – 8 juin 2006 D. BRETON

Autres contrats en mécanique • End-Caps du calorimètre à argon liquide d’ATLAS (SIMIC, Italie) (20 MF) • Réalisation de 30 coupleurs pour TTF réalisés par CPI (1 M€) – Série de 1000 => voir diapositive suivante • POLCA : enceinte ultra-vide installée sur le faisceau d’électrons de HERA portant une cavité Fabry-Pérot • Collaboration très positive avec la société SNLS de Saint-Romans Le LAL et l’industrie – 8 juin 2006 D. BRETON

Les contrats d’étude avant industrialisation • • Définition : on soumet un projet de R&D devant déboucher sur l’industrialisation du résultat Les sociétés retenues vont travailler en parallèle sur le projet Sera retenue celle qui aura fait preuve de sa meilleure capacité à satisfaire la demande Exemple passé (1997) : pour BABAR – Réflecteurs pour photo-multiplicateurs implantés dans de l’eau pure (milieu très corrosif) – Trois sociétés avaient été retenues pour le R&D – Une seule s’est avérée capable de mener à bien le projet en plaquant du Rhodium sur un film de Ti. W : ICMC • En cours : pour XFEL – 3 contrats d’étude d’industrialisation (E 2 V, ACCEL, TOSHIBA) pour la réalisation finale de 1000 coupleurs (20 M€) Le LAL et l’industrie – 8 juin 2006 D. BRETON

La valorisation en général • Toute collaboration faite avec un esprit constructif va apporter aussi bien au laboratoire qu’à l’industriel un enrichissement technologique : c’est la première forme de valorisation ! • 1982 -1985 : AMO (Atelier de Micro-électronique d’Orsay) – – – • LAL, IEF, un labo de SPI du plateau Mesureur de bruit pour une PME de Bures sur Yvette (ANVAR) Mesure de débit d’eau pour les agences de bassin (ANVAR) R&D bus série de véhicule avec la RATP Probablement trop loin du cadre de notre discipline … 2 brevets récents CNRS/CEA : – « Echantillonneur analogique rapide à grande profondeur mémoire » , D. Breton et E. Delagnes, 24 avril 2001 – « Echantillonneur analogique rapide pour enregistrement et lecture continus et système de conversion numérique » , D. Breton et E. Delagnes, 25 juin 2004 • • Nombreux contacts avec des PME et des grandes sociétés (THALES) GIE PHOTONIS : – R&D sur PM multi-anodes – Développement de circuit intégré • Notre correspondante valorisation : Véronique PUILL. Le LAL et l’industrie – 8 juin 2006 D. BRETON

Valorisation suite à R&D : AXON Septembre 2003 : Peter Jenni, porte-parole d'ATLAS, remet le prix des meilleurs fournisseurs à Benoît Zeter, responsable des projets internationaux d'Axon'Cable. Brochure publicitaire d’AXON avec les produits développés pour ATLAS Le LAL et l’industrie – 8 juin 2006 D. BRETON

Valorisation sur contrat : METRIX Brevet CNRS/CEA Notice du fabricant • 1 GS/s. • 12 bits Le circuit au cœur de l’oscilloscope : • 200 000 transistors • 60 mm² Collaboration LAL/DAPNIA/C 4 I/METRIX Contrat R&D de 1 MF Projet récompensé par le prix de la valorisation de la SFP en 2005 • 5000 appareils vendus depuis fin 2004. • 50% à l’export. Article de presse : Electronique International Le LAL et l’industrie – 8 juin 2006 D. BRETON

Valorisation clefs-en-main : carte MATACQVME • Collaboration LAL/DAPNIA. • Développée au départ pour DEMIN (collaboration du CEA/DAM à Rochester, USA) Circuit MATACQ • Utilisée dans de nombreuses expériences de physique. • 4 ou 8 voies. • Jusqu’à 2 Giga-échantillons/s sur chaque voie avec 2500 points de profondeur. • Bande passante : 300 MHz. • 12 bits de gamme dynamique et de rapport signal sur bruit. • Basée sur le circuit intégré full-custom appelé MATACQ. • Interfaces GPIB et VME. • Version 14 bits avec interface USB bientôt disponible. • Objet de deux contrats de licence avec des industriels (M 2 J et CAEN). • Environ 150 exemplaires produits à ce jour. Le LAL et l’industrie – 8 juin 2006 D. BRETON

Relations industrielles au niveau IN 2 P 3 • • L’IN 2 P 3 est composée de 18 laboratoires. Chacun a une palette de compétences techniques. Celles-ci ont été recensées et mises à disposition des industriels intéressés sur le Web. Nous avons une incitation toujours plus forte de nos dirigeants pour réaliser la valorisation de nos compétences vers l’industrie. – Dans chaque laboratoire, un chargé de valorisation a été mis en place. – Des fiches descriptives des spécialités des labos sont disponibles. • De la même façon, une liste des sociétés en relation avec l’IN 2 P 3 a été présentée au dernier conseil de direction de l’IN 2 P 3 : – Elle est constituée par thèmes de technologie, et couvre aussi bien la sous-traitance que la valorisation ou les échanges bi-latéraux. • Nous avons un interlocuteur officiel au niveau IN 2 P 3 pour les relations avec l’industrie : Jacques Doremus. Le LAL et l’industrie – 8 juin 2006 D. BRETON

Principales compétences techniques de l'IN 2 P 3 Dosimétrie Biologie Irradiation APC/PCC µElectronique Macro Electronique X X X CC Lyon CENBG Grille de calcul X X CPPM X CSNSM GANIL X X X X Cryogénie Supra. Conductivité H F Sources Contrôle & Commandes Mécanique Détecteurs X X X X X X X X X IPNO X X X X IRe. S X X X LAL X X X LAPP X X X LLR X X X X X X X Aval cycle X X X X X Simulation X IPNL LPC Caen V i d e Réseaux informatiques X X X LMA LPC Clermont X X LPMT/GAM LPNHE LPSC X X SUBATECH X X X X X Le LALX et l’industrie. X – 8 juin 2006 X X X D. BRETON X X X

Relations industrielles au niveau CNRS • Nomination récente d’un chargé de mission pour la coopération avec les entreprises (Marc-Jacques Ledoux) • Une direction de la politique industrielle devrait ainsi être créée dans les prochains mois. • L’idée avancée est de se concerter avec l’industrie pour : – Reprendre les relations de la D. A. E en aval. – Définir en amont des axes de recherche prioritaires. • Objectifs : – définir les « verrous technologiques » pour les entreprises. – Associer recherches publique et privée, en particulier dans les pôles de compétitivité. • Une base de données de compétences des 1600 labos du CNRS sera bientôt disponible en ligne. Le LAL et l’industrie – 8 juin 2006 D. BRETON

Conclusion • Le LAL partage une longue histoire avec l’industrie • Nos relations sont de tous types : – La sous-traitance au quotidien – La prestation sur appel d’offre – La valorisation avec ou sans transfert de technologie. • Mais du fait de notre domaine, notre relation n’est pas basée sur le besoin d’auto-financement : peu de visibilité pour le boson de Higgs au CAC 40 ! • L’objectif de la direction du CNRS et de l’IN 2 P 3 semble être de rendre ces liens encore plus forts • Nous avons montré que nous en avons les capacités. – pour la valorisation, notre position et les moyens mis en œuvre doivent être clairs. Le LAL et l’industrie – 8 juin 2006 D. BRETON

Remerciements … • Aux industriels présents d’avoir répondu à notre invitation • A ceux qui m’ont beaucoup aidé à préparer cette présentation : – Pierre Imbert – André Reboux – Et les autres … Là ! • Et à tout à l’heure dans le ciel de Paris ! Le LAL et l’industrie – 8 juin 2006 D. BRETON