Doctorant

Contexte :

ENSTA est un établissement d’enseignement supérieur et de recherche sous tutelle du ministère des Armées. L’école a pour mission la formation d’élèves ingénieurs civils et militaires, dont les ingénieurs de l'armement et les ingénieurs des études et techniques de l'armement, ainsi que des cadres et docteurs hautement qualifiés pour les secteurs public et privé, en particulier dans les domaines de la défense et de la sécurité, des transports, de l'énergie, des activités maritimes, du numérique et des technologies de pointe.

ENSTA accompagne par sa recherche, son innovation et son offre de formation la transformation des grands secteurs stratégiques nationaux répondant ainsi aux enjeux de souveraineté nationale. Elle dispose de 6 unités de formation et de recherche (UFR) organisées autour de 9 laboratoires de recherche (UER) qui mènent une recherche appliquée en relation étroite avec l’industrie.

ENSTA est membre fondateur de l’Institut Polytechnique de Paris (IP Paris). Dans le cadre d’IP Paris, l’école participe aux activités des centres interdisciplinaires notamment du centre interdisciplinaire d'études pour la Défense et la Sécurité (CIEDS, soutenu par le ministère des armées et l’agence de l’innovation de défense (AID)). Elle est à l’origine de la création du Centre interdisciplinaire Mers & Océans, inauguré en janvier 2025. Des chercheurs de l’école travaillent également en collaboration dans le cadre d'études portées par les centres Hi!Paris, lauréat en 2024 IA Cluster, E4C ou E4H notamment.

ENSTA résulte de la fusion le 1er janvier 2025 d’ENSTA Paris et d’ENSTA Bretagne.  Son siège est situé à Palaiseau (91), sur le campus de Paris-Saclay et elle a un autre campus à Brest. Elle met en place une nouvelle formation d’ingénieur unifiée sur les deux campus (Paris-Saclay et Brest) à la rentrée académique 2026/2027.

Rejoindre l'école, c'est intégrer un établissement engagé pour la parité et l'égalité professionnelle, la diversité et l'accompagnement de ses agents en situation de handicap, dès le recrutement et tout au long de la carrière. Afin de préserver le bien-être au travail, l'école mène une politique active en matière de conditions de travail, reposant notamment sur un juste équilibre entre vie personnelle et vie professionnelle.

L’Unité d’Informatique & d’Ingénierie des Systèmes (U2IS) d’ENSTA Paris est particulièrement reconnue au niveau international pour son expertise dans le domaine de la robotique et des systèmes autonomes. Elle regroupe les activités de recherche et d’enseignement de l’École dans le domaine des sciences et technologies de l’information et de la communication. Elle développe des recherches dans le domaine de la conception et de la fiabilité des systèmes intégrant des processus décisionnels autonomes avec des applications dans les domaines du transport, de la défense et de l’énergie. Les travaux de l’unité portent sur les problématiques de vision, robotique, intelligence artificielle, contôle, systèmes embarqués, traitement du signal et de l’image et de conception et d’analyse de systèmes. L’U2IS est fortement imbriquée dans un écosystème d’excellence en particulier dans le domaine de l’intelligence artificielle. Elle entretient notamment des relations fortes avec des partenaires tels que les centres Hi!Paris et CIEDS, ou encore l’INRIA et l’ONERA avec lequel des équipes communes ont été créées.

Projet de Thèse: “Robust Estimation & Control of Aerial Co-Manipulators”

Laboratoires : U2IS & ONERA Paris-Saclay

Responsables : Mario Gleirscher & Julien Alexandre dit Sandretto, ENSTA Paris-Saclay ; Nicolas Merlinge, ONERA Paris-Saclay

École doctorale : Institut Polytechnique de Paris (IP Paris)

Ce projet de doctorat sera financé par l'AID dans le cadre de la bourse CIEDS 2026 « RoCAM ».

Contexte et motivation. Le contrôle robuste d'un ensemble de robots aériens manipulant de manière collaborative des charges utiles non rigides constitue un problème d'une complexité extraordinaire, en particulier en cas d'observabilité partielle, d'imprécision des estimateurs, de perturbations du contrôle, de communications bruitées et d'autres perturbations et modes de contrôle.

Objectif de la recherche. Le projet RoCAM vise à mettre au point une technique d'estimation adaptative et de contrôle optimal pour les systèmes multi-AAV transportant des charges utiles non rigides, afin de surpasser les performances des approches de pointe tout en garantissant un contrôle précis.

Approche et procédure envisagée. Afin d'assurer un contrôle stable de plusieurs véhicules autonomes (AAV) qui s'engagent ou se désengagent dans des tâches de transport, le projet s'appuie sur les avancées récentes en matière d'estimation robuste et de contrôle optimal. La robustesse peut être renforcée en tenant compte des incertitudes (par exemple, une estimation imprécise de l'état, le vent). Les capacités en temps réel peuvent être prises en charge à l'aide d'approximations adaptatives. Les défis de recherche du projet RoCAM comprennent (i) la gestion des non-linéarités dans les modèles d'estimation et de contrôle, (ii) la compensation des ambiguïtés dans l'estimation des grandeurs non observables, (iii) l'établissement de prévisions suffisamment précises pour la prise de décision, et (iv) l'utilisation de techniques d'estimation et de contrôle efficaces et capables de fonctionner en temps réel.

Le projet de doctorat proposé s'inscrit dans le cadre d'un programme de recherche sur les multi-AAV récemment lancé à l'U2IS sous la direction de Mario Gleirscher, dont l'objectif est de développer (a) un concept robuste d'estimation de la charge utile pour la stabilisation rapide de la dynamique des multi-AAV [M24], et (b) un concept de contrôle optimal robuste amélioré, basé sur des abstractions adaptatives pour une utilisation en ligne [GH25], tous deux fondés sur un modèle multi-AAV amélioré permettant la co-manipulation aérienne précise de charges utiles non rigides tout en évitant les collisions [AC+21]. Une évaluation comparative sera réalisée dans le simulateur, puis transposée dans un démonstrateur en conditions réelles.

Caractéristiques d'un bon résultat. Les modèles d'estimation et de contrôle sont précis, les algorithmes égalent ou surpassent les performances de pointe, et ils sont adaptés à une utilisation en ligne dans le démonstrateur de laboratoire.

Publications connexes (en libre accès)

[AC+21] Julien Alexandre dit Sandretto, Alexandre Chapoutot, Christophe Garion, Xavier Thirioux, and Ghiles Ziat. Constraint-based verification of formation control. In CDC, pp. 7136–7141. IEEE, 2021. https://doi.org/10.1109/cdc45484.2021.9683622 [URL]

[GH25] Gleirscher, M., Hönnecke, P. (2025). A Parametric Model for Near-Optimal Online Synthesis with Robust Reach-Avoid Guarantees. In: Bridging the Gap Between AI and Reality. AISoLA 2024. LNCS, vol 16032. Springer. https://doi.org/10.1007/978-3-032-01377-4_14
[M24] Merlinge, N. (2024). Set inversion and box contraction on Lie groups using interval analysis. Automatica, 165, 111688. https://doi.org/10.1016/j.automatica.2024.111688 [URL]

Pour plus d'informations : mario<d>gleirscher<a>ensta<d>fr

Niveau de diplôme et formations

Master ou diplôme d’ingénierie

Emploi

Durée d’affectation souhaitée : CDD de 3 ans

Date de prise de fonctions prévue : Novembre 2026

Lieu de travail :

ENSTA Campus Paris-Saclay, 828 boulevard des Maréchaux 91762 Palaiseau – Cedex

Le site est accessible en voiture (parking pour le personnel) mais également par les transports en commun

Poste à temps complet (25 jours de congés annuels, 18 RTT annuels)

Avantages :

•        Transports (participation forfaitaire de l’employeur à hauteur de 75 %)

•        Forfait mobilité durable (jusqu’à 300€/an)

•        Possibilité de télétravail (après accord du manager et dépôt d’une demande)

•        Subvention employeur au restaurant administratif et/ou à la cafétéria de l’établissement

•        Comité d’action sociale, avec notamment des événements et animations proposés au personnel, salle de sport sur adhésion, centre de loisirs pour les enfants du personnel à partir de 6 ans avec tarifs préférentiels (campus Paris-Saclay)

•        Mutuelle (participation à hauteur de 50% de l’établissement)

Aménagement du poste de travail et recrutement inclusif :

Tous nos postes sont ouverts aux candidats en situation de handicap.

ENSTA s’engage à un recrutement favorisant l’égalité, la diversité et l’inclusion. Toutes les candidatures sans aucune distinction (âge, handicap, sexe, nationalité, religion, orientation sexuelle…) ont leur place dans notre processus de recrutement.

Modalités de candidature

Les étudiants en dernière année peuvent postuler avant l'obtention officielle de leur diplôme. Pour postuler, veuillez télécharger votre dossier complet comprenant

• une lettre de motivation (1 page maximum),

• un CV concis et à jour (2 pages maximum),

• les relevés de notes des deux dernières années d'études, comprenant idéalement les cours en rapport avec le sujet,

• un échantillon de vos travaux scientifiques en rapport avec le poste (par exemple, votre mémoire de master rédigé en tant qu'auteur unique ou un exposé de séminaire dont vous êtes le premier auteur), si disponible,

• jusqu'à trois références universitaires (nom complet, fonction et adresse e-mail institutionnelle), et

• une ou plusieurs lettres de recommandation, si disponibles

Les candidatures des candidats ne possédant pas la nationalité française feront l'objet d'une vérification complémentaire par les autorités compétentes. Les candidats présélectionnés seront convoqués à un entretien. Cet entretien comprendra une présentation de 10 à 15 minutes sur le spécimen ainsi que sur un article scientifique choisi par le comité de recrutement. Les candidatures seront examinées avant le 31 juillet ou jusqu'à ce que le poste soit pourvu.

• Diplôme universitaire ou d'ingénieur en mathématiques appliquées (méthodes statistiques et numériques), en théorie du contrôle (robotique), en génie électrique (traitement du signal, mécatronique) ou en informatique (contrôle numérique).

• Connaissances de niveau master dans au moins l’un des domaines suivants : estimation robuste, contrôle prédictif, contrôle numérique.

• Intérêt pour le contrôle de robots autonomes et de systèmes multi-agents dans le domaine de la logistique et du transport aériens.

• Bonnes connaissances en programmation en C, C++ et Python, y compris les bibliothèques de pointe liées aux thèmes susmentionnés.

• Intérêt pour la rédaction et la publication scientifiques ; volonté de s’investir de manière proactive et d’atteindre les plus hauts standards scientifiques.

• Capacité à travailler de manière fiable dans le respect des délais convenus et à s’intégrer et communiquer avec l’équipe de recherche environnante.

• Maîtrise de l’anglais, à l’écrit et à l’oral (niveau C1, si possible). Une bonne connaissance du français (niveau B1 ou supérieur) est souhaitable.