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Un protocole choisi pour sécuriser les communications face aux ordinateurs quantiques
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Un protocole choisi pour sécuriser les communications face aux ordinateurs quantiques

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16 mai 2025

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Le NIST (National Institute of Standards and Technology), organisme de normalisation américain, a sélectionné HQC (Hamming Quasi-Cyclic), un protocole développé par des chercheurs de l’ISAE-SUPAERO, de l’ENAC et de l’Université de Limoges, pour faire face aux futures menaces des ordinateurs quantiques. Ce protocole devrait permettre d’assurer la sécurité des échanges numériques pendant des décennies.

HQC : une technologie française au cœur de la cybersécurité post-quantique

Depuis 2016, le NIST (National Institute of Standards and Technology) aux États-Unis a lancé un grand appel international : imaginer les systèmes de cryptographie de demain, capables de résister à la puissance des ordinateurs quantiques. Ces machines du futur pourraient en effet rendre obsolètes les protections actuelles de nos communications, qu’il s’agisse d’Internet, de réseaux militaires ou même de satellites.

Parmi les solutions proposées, un protocole 100 % français s’est démarqué : HQC (Hamming Quasi-Cyclic). Conçu pour résister aux attaques des ordinateurs quantiques, HQC permet à deux interlocuteurs de partager un secret — même si leur échange est espionné — et de s’en servir ensuite pour chiffrer leurs communications.

Ce projet ambitieux est porté par un consortium dirigé par Philippe Gaborit de l’Université de Limoges, auquel se sont joints des chercheurs de l’ISAE-SUPAERO et de l’ENAC. Ensemble, ils ont contribué à l’élaboration, l’optimisation et la validation de cette solution de cryptographie dite « post-quantique ».

Une reconnaissance internationale

Récemment, le NIST a annoncé la sélection de HQC pour une future standardisation. Une consécration pour ce protocole, appelé à devenir un pilier de la cybersécurité mondiale pour les décennies à venir, notamment dans des secteurs sensibles comme les télécommunications.

Une expertise toulousaine en première ligne

Le succès de HQC repose sur des contributions clés de plusieurs chercheurs toulousains :

  • Carlos Aguilar, professeur au département DISC de l’ISAE-SUPAERO de 2018 à 2022, est l’un des membres fondateurs du projet. Il a participé à la conception initiale de l’algorithme et a été l’un des principaux porteurs du projet pendant toute la phase de standardisation.
  • Jérôme Lacan, également professeur à l’ISAE-SUPAERO, a travaillé sur le mécanisme de codage et décodage d’erreurs, un composant essentiel du système.
  • Arnaud Dion, enseignant-chercheur à l’ISAE-SUPAERO, a quant à lui réalisé une implémentation matérielle du protocole sur circuit intégré, permettant d’en démontrer les performances face aux autres solutions concurrentes.

Nous avons implanté l’ensemble de l’algorithme de chiffrement/déchiffrement directement dans un circuit intégré. L’objectif était double : prouver que cet algorithme pouvait être embarqué dans une puce dédiée à la cybersécurité, et démontrer ses performances concrètes. Cela a nécessité de réécrire entièrement le code pour le rendre compatible avec une architecture matérielle, tout en veillant à ce que cette implémentation soit facilement reproductible par un industriel.

Une équipe internationale coordonnée par Limoges

Coordinateur : Philippe Gaborit, Université de Limoges

Partenaires du projet HQC (4ᵉ tour) :

- Carlos Aguilar Melchor (SandBox)
- Nicolas Aragon (Université de Limoges – Institut Xlim)
- Slim Bettaieb, Loïc Bidoux (Technology Innovation Institute, UAE)
- Olivier Blazy (École Polytechnique – CNRS/LIX)
- Jurjen Bos (Worldline, NL)
- Jean-Christophe Deneuville (ENAC, Université de Toulouse)
- Arnaud Dion, Jérôme Lacan (ISAE-SUPAERO, Université de Toulouse)
- Edoardo Persichetti (Florida Atlantic University, US)
- Jean-Marc Robert, Pascal Véron (Université de Toulon – Institut de Mathématiques)
- Gilles Zémor (Université de Bordeaux – Institut de Mathématiques de Bordeaux)

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Le son d’un tourbillon de poussière martien capturé par le microphone de SuperCam sur Persévérance

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Cette vidéo et cet audio montrent les résultats obtenus par le rover martien Persévérance de la NASA et son microphone SuperCam lors de l’enregistrement des sons d’un tourbillon de poussière martien passé à sa verticale le 27 septembre 2021, le 215e jour martien ou sol, de la mission. Le tourbillon de poussière mesurait 25 mètres de large pour au moins 118 mètres de haut, et se déplaçait à 19 km/h environ. C’est la première fois qu’un tel enregistrement est réalisé, car capturer un tourbillon de poussière demande un peu de chance. En effet, il a survolé le rover au moment où tous les capteurs de Persévérance mesurant le vent, la pression, la température et la poussière plus la caméra NavigationXXX (Navcam) étaient en marche. Cela a permis aux scientifiques de combiner les sons, les images et les données atmosphériques. La combinaison unique de ces données, ainsi que la modélisation atmosphérique, ont permis aux chercheurs d’estimer les dimensions du tourbillon de poussière. Les scientifiques ne peuvent pas prédire précisément le passage de ces vortex. Les rovers comme Persévérance et Curiosity les surveillent régulièrement. Lorsque les scientifiques constatent qu’ils sont plus fréquents à un certain moment de la journée ou qu’ils s’approchent d’une certaine direction, ils concentrent leur surveillance pour tenter d’attraper un tourbillon de poussière avec tous les capteurs à leur disposition. > Pour mieux comprendre la vidéo, elle montre trois rangées d’images : - la rangée du haut est une image brute de la surface martienne prise par la NavcamSuperCam ; bien que la caméra soit capable de prendre des couleurs, elle prend des images en noir et blanc lorsqu’elle recherche des tourbillons de poussière afin de réduire la quantité de données renvoyées vers la Terre (la plupart des images reviennent sans tourbillon de poussière détecté). - la rangée du milieu montre la même image traitée avec un logiciel de détection des changements pour indiquer où le mouvement s’est produit au fil du temps ; la couleur est utilisée pour montrer la densité de la poussière, allant du bleu (bruit à la poussière de faible densité) au jaune en passant par le violet. Les zones où le mouvement est détecté sont indiquées par la couleur, le violet correspondant à un mouvement léger et le blanc à un mouvement plus rapide. - la dernière ligne est un graphique montrant l’amplitude du son provenant du microphone de SuperCam et une chute soudaine de la pression atmosphérique enregistrée par la suite de capteurs de Perseverance, appelée Mars Environmental Dynamics Analyzer, fournie par le Centro de Astrobiología (CAB) à l’Instituto Nacional de Tecnica Aeroespacial à Madrid et l’amplitude du son provenant du microphone de SuperCam . Un objectif clé de la mission de Persévérance sur Mars est l’astrobiologie, notamment la recherche de signes de vie microbienne ancienne. Le rover caractérisera la géologie et le climat passé de la planète, ouvrira la voie à l’exploration humaine de la planète rouge et sera la première mission à collecter et à mettre en cache de la roche et du régolithe martiens (roche brisée et poussière).

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L’ISAE-SUPAERO est un centre de formation par la recherche, de formation à la recherche et à l’innovation, pilotant ses activités pour obtenir un bon équilibre entre excellence scientifique, visibilité académique et proximité des finalités industrielles Ses activités de recherche ont contribué à faire de l’école un leader international, non seulement en termes de programme d’ingénierie aérospatiale, mais aussi de formations « post-graduate », notamment Master of Science (MSc), Mastère Spécialisé® et doctorat (PhD) dans le domaine de l’ingénierie aérospatiale. C’est pourquoi de nombreux acteurs internationaux de la recherche rendent visite à leurs homologues de l’ISAE-SUPAERO. Nous avons rencontré Dan Sheeres, professeur émérite de l’université du Colorado et titulaire de la chaire A. Richard Seebass au département des sciences de l’ingénierie aérospatiale Ann and H.J. Smead de l’université du Colorado Boulder. Les recherches de Dan Scheeres portent sur l’astrodynamique et la navigation des engins spatiaux, les sciences planétaires et la mécanique céleste. dans ces domaines. L’astéroïde 8887 est nommé "Scheeres" en reconnaissance de ses contributions à la compréhension scientifique de l’environnement dynamique des astéroïdes. Pendant son séjour à l’ISAE-SUPAERO, le professeur Scheeres et l’équipe "Systèmes spatiaux pour les applications planétaires" ont collaboré à l’analyse des données DART et au développement de concepts permettant de sonder la structure interne des astéroïdes lors de futures missions spatiales. En outre, Dan Scheeres et l’ISAE-SUPAERO ont publié conjointement plusieurs articles dans "Nature" sur les astéroïdes et la mission DART. https://www.nature.com/articles/s41586-023-05810-5 https://www.nature.com/articles/s41586-023-05878-z En savoir plus sur Dan Scheeres : https://www.colorado.edu/aerospace/daniel-scheeres En savoir plus sur DART : https://www.isae-supaero.fr/en/videos/the-dart-mission-reached-its-target-explanations-from-dr-naomi-murdoch/

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Six chercheurs de l’ISAE-SUPAERO, de l’EPFL et de l’Université des sciences et technologies de Hong Kong se sont vu décerner le prix du meilleur article scientifique par l’AIAA pour leur article : “DeepGeo : Deep Geometric Mapping for Automated and Effective Parameterization in Aerodynamic Shape Optimization”.

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Groupe scientifique « Théorie, Modélisation et Ingénierie des Systèmes » (ThéMIS)

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Le groupe de recherche « Théorie, Modélisation et Ingénierie des Systèmes » (ThéMIS) se consacre à l’étude et au développement de méthodes avancées pour la conception, la modélisation et la validation des systèmes complexes.

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Intégrité scientifique et de recherche

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L’ISAE-SUPAERO est l’un des établissements signataires de la Charte nationale de déontologie des métiers de la recherche, adoptée en janvier 2015 par la Conférence des Présidents d’Université (CPU) et l’ensemble des organismes nationaux de recherche, et intégrée au règlement intérieur de l’Institut.

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Département d’ingénierie des systèmes complexes

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Département d’ingénierie des systèmes complexes

Au sein de l’ISAE-SUPAERO, le Département d’ingénierie des systèmes complexes (DISC) développe des compétences en mathématiques et informatique pour l’ingénierie aéronautique et spatiale. En enseignement comme en recherche, il s’intéresse aux modèles, méthodes et outils nécessaires pour maîtriser le comportement et les performances de systèmes complexes. Cette complexité peut être induite par le caractère multi-physiques ou multi-échelles des systèmes étudiés, leur comportement dynamique, leur structure distribuée et communicante.

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L’INSTRUMENT FRANÇAIS SUPERCAM ENREGISTRE LE SON DU 4èME VOL D’INGENUITY

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L’INSTRUMENT FRANÇAIS SUPERCAM ENREGISTRE LE SON DU 4èME VOL D’INGENUITY

Situé à 80 mètres du rover au moment de son décollage, le petit hélicoptère s’est élevé à 5 mètres au-dessus du sol avant de parcourir une distance de 133 mètres pour ensuite revenir atterrir à l’endroit d’où il avait décollé. Le microphone scientifique de SuperCam, développé par l’ISAE-SUPAERO, a enregistré le son émis par la rotation des pales du drone martien au cours de son vol. Ce son possède une fréquence caractéristique de 84 Hz ; elle équivaut au « mi » grave d’un piano ou à la voix de basse d’un être humain. « C’est une grande surprise pour toute l’équipe scientifique ! » affirme Naomi Murdoch, chercheuse à l’ISAE-SUPAERO qui étudie les données du micro. « Les tests effectués dans un simulateur d’atmosphère martienne pour concevoir cet instrument et nos théories de la propagation du son nous indiquaient que le micro capterait très difficilement les sons de l’hélicoptère. En effet, l’atmosphère de Mars, très peu dense, atténue fortement la transmission des sons. Nous devions avoir un peu de chance pour enregistrer l’hélicoptère à une telle distance. Nous sommes très satisfaits d’avoir réussi à obtenir cet enregistrement qui se révèle une mine d’or pour notre compréhension de l’atmosphère martienne ». Développé conjointement par l’ISAE-SUPAERO et un consortium de laboratoires du CNRS et de ses partenaires, coordonnés par le CNES, le microphone de SuperCam est dérivé d’un modèle grand public adapté pour résister à l’environnement martien. Il poursuit 3 objectifs scientifiques et techniques substantiels de la mission Mars 2020 : L’étude du son associé aux impacts laser sur les roches martiennes pour mieux connaître leurs propriétés mécaniques. L’amélioration de la connaissance des phénomènes atmosphériques (turbulence du vent, tourbillons de poussière, interactions du vent avec le rover, et désormais, avec l’hélicoptère). La compréhension de la signature sonore des différents mouvements du rover (opérations du bras robotique et du mât, roulage sur sol normal ou accidenté, surveillance des pompes, …). Le microphone avait été mis en route pour la première fois quelques heures après l’atterrissage de Perseverance. Il avait alors enregistré les premiers sons martiens provenant de turbulences dans l’atmosphère. Il est utilisé quotidiennement en conjonction avec l’ablation laser des roches pour l’analyse chimique de Mars. À PROPOS DE LA MISSION MARS 2020 : La NASA s’appuie sur le Jet Propulsion Laboratory du Caltech pour le développement de la mission Mars 2020. SuperCam a été développé conjointement par le LANL (Los Alamos National Laboratory, États-Unis) et un consortium de laboratoires rattachés au CNRS, à des universités et établissements de recherche français. Plusieurs universités espagnoles, emmenées par l’université de Valladolid, contribuent aussi à cet instrument. Le CNES est responsable, vis-à-vis de la NASA, de la contribution française à SuperCam. L’instrument est opéré en alternance depuis le LANL et le centre des opérations scientifiques installé au CNES à Toulouse, le FOCSE (French Operations Center for Science and Exploration).

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Sylvestre Maurice, astrophysicien et Alumni de l’ISAE-SUPAERO

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Sylvestre Maurice, astrophysicien et Alumni de l’ISAE-SUPAERO

Récompensé par l'Académie des sciences en 2020, Sylvestre Maurice #astrophysicien à l’Institut de Recherche en Astrophysique et Planétologie (IRAP) à Toulouse a assisté le 18 février 2021 à l’atterrissage du rover #Perseverance sur Mars. Un moment historique pour ce passionné qui est aussi le responsable scientifique de l’instrument embarqué SuperCam. Diplômé de l’ISAE-SUPAERO en 1990, Sylvestre Maurice nous raconte son parcours.

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Rencontre avec Stéphanie Lizy-Destrez, élue à l’Académie de l’Air et de l’Espace

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OPEN SCIENCE ISAE-SUPAERO : la science de l’ISAE-SUPAERO à ciel ouvert !

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L’ISAE-SUPAERO poursuit sa contribution au mouvement de la science ouverte et crée sa nouvelle plateforme d’archives ouvertes nommée OPEN SCIENCE ISAE-SUPAERO. Elle permet à tous d’accéder à nos thèses, publications, instruments scientifiques et plateformes technologiques.

Publication scientifique

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Thèse

Département Aérodynamique, Energétique et Propulsion

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Département Aérodynamique, Energétique et Propulsion

À l’ISAE SUPAERO, le département Aérodynamique Énergétique et Propulsion : c’est 62 personnes, 30 projets de recherche dont 5 à échelle européenne, un parc exceptionnel de moyens d’essais à vocation pédagogique et de recherche, trois groupes de recherche contribuant à une stratégie de croissance tournée vers 4 thèmes aux enjeux scientifiques et sociaux-économiques d’actualité en s’appuyant sur 2 projets structurants : la soufflerie SAA et le code de simulation aux grandes échelles IC3.

Chercheur

DAEP

Doctorat

Groupe scientifique « Capteurs d’IMages Intégrés » (CIMI)

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Groupe scientifique « Capteurs d’IMages Intégrés » (CIMI)

Le groupe « Capteurs d’IMages Intégrés » (CIMI) étudie, développe et caractérise des capteurs d’images à pixels actifs (Capteurs CMOS Image Sensor (CIS)) sur silicium pour le rayonnement visible et l’infrarouge.

Chercheur

DEOS

Doctorant

La recherche à l'ISAE-SUPAERO

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La recherche à l'ISAE-SUPAERO

À l’ISAE-SUPAERO, nous menons une recherche d’excellence au service de l’innovation, de la souveraineté technologique et de la transition écologique du secteur aérospatial, affirmant ainsi notre rôle d’acteur de référence dans la communauté scientifique et industrielle.

Chercheur

DAEP

DCAS

Centre des Opérations Aériennes de Lasbordes

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Centre des Opérations Aériennes de Lasbordes

Le Département Conception et Conduite des véhicules Aéronautiques et Spatiaux (DCAS) intègre le Centre des Opérations Aériennes de Lasbordes (COAL) situé sur un aérodrome à quelques kilomètres du campus de L’ISAE-SUPAERO. Dans le cadre de ses activités de formation et de recherche aéronautique, le COAL opère une flotte de 9 avions légers.

Chercheur

DCAS

Doctorant

Groupe scientifique « Mathématiques Appliquées » MA

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Groupe scientifique « Mathématiques Appliquées » MA

Le groupe de recherche de Mathématiques Appliquées (MA) s’intéresse à des thématiques variées : processus stochastiques (notamment les processus de Markov), optimisation numérique (notamment multidisciplinaire) et calcul parallèle, stabilisation, contrôle et résolution numérique des équations aux dérivées partielles, et enfin l’ingénierie financière.

Chercheur

DISC

Doctorant

Découvrez... la plateforme « Systèmes Autonomes » de l’ISAE-SUPAERO

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Découvrez... la plateforme « Systèmes Autonomes » de l’ISAE-SUPAERO

L'ISAE-SUPAERO - en tant que centre de formation par la recherche, de formation à la recherche et d’innovation - dispose de nombreux équipements de recherche utilisés au sein de ses 6 départements de recherche. Aujourd’hui, nous vous présentons la plateforme « Systèmes Autonomes » ! La plateforme « Systèmes Autonomes » regroupe les différents outils et moyens, logiciels et robotiques, fournis par le groupe technique du Département d’Ingénierie des Systèmes Complexes (DISC) aux enseignants-chercheurs de l’ISAE-SUPAERO. Cette plateforme est composée d’une dizaine de postes de développement et contrôle et d’une zone d’évolution de 10 × 10 × 4 m équipée d’un système de motion capture permettant de faire évoluer différents robots mobiles terrestres ou aériens. Cette zone d’évolution dispose d’un environnement semi-urbain modulaire qui peut être modifié en fonction des différents projets ou tests à réaliser. Elle est utilisée pour le développement de démonstrateurs permettant de mettre en valeur les différents projets de recherche des enseignants-chercheurs de l’ISAE-SUPAERO et pour l’enseignement à travers de travaux pratiques réalisés en simulation dans un premier temps, puis sur les robots réels.

DISC

Essai en vol du drone Mermoz - 20 janvier 2023

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Essai en vol du drone Mermoz - 20 janvier 2023

Courant janvier, le premier démonstrateur « Drone Mermoz » embarquant de l’hydrogène gazeux a effectué avec succès son premier vol radiocommandé sur la piste du club d’aéromodélisme de Muret en région toulousaine (31). Le démonstrateur, de 4 mètres d’envergure, présente un design inspiré des albatros qui exploitent les turbulences atmosphériques pour voler très longtemps en limitant leurs efforts. La route sera longue pour le « Défi Mermoz » qui ambitionne de réaliser, à l’horizon 2025, une traversée de l’Atlantique Sud sur la ligne mythique de l’Aéropostale reliant Dakar (Sénégal) à Natal (Brésil) ouverte par Jean Mermoz.

Aéronautique

Chercheur

DAEP

Groupe scientifique « Navigation, Radar and Remonte Sensing » (NAVIR²eS)

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Groupe scientifique « Navigation, Radar and Remonte Sensing » (NAVIR²eS)

Le groupe « Navigation, Radar and Remonte Sensing » (NAVIR²eS) s’intéresse à l’étude théorique des sources d’information ainsi qu’aux approches d’hybridation dans le cadre d’application de navigation autonome de véhicules.

Chercheur

DEOS

Doctorant

L’équipe de recherche SA-I du DMSM a reçu le prix du meilleur poster lors de la 14ème conférence EASN

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L’équipe de recherche SA-I du DMSM a reçu le prix du meilleur poster lors de la 14ème conférence EASN

Plusieurs chercheurs du DMSM ont reçu le prix du meilleur poster lors de la 14ᵉ conférence EASN (European Aeronautic Science Network) dédiée cette année à la thématique « Innovation in Aviation & Sace towards sustainability today & tomorrow » !

Chercheur

Conférence

Prix

Groupe scientifique « Communication et théorie de l’InformaTion » (ComIT)

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Groupe scientifique « Communication et théorie de l’InformaTion » (ComIT)

Le groupe « Communication et théorie de l’InformaTion » (ComIT) intervient dans les disciplines des communications numériques, du radar, des techniques d’accès aux canaux. Ses domaines applicatifs s’articulent autour des systèmes spatiaux, de l’aviation civile et militaire, des réseaux cellulaires terrestres et de l’Internet des objets (IoT).

Chercheur

DEOS

Doctorant