Un prix prestigieux pour un stage hors-normes

13 décembre 2020

Louis Bouthier reçoit le Prix André Citroën de l’Ecole Polytechique pour son stage au CEMEF. Ce prix récompense le meilleur stage de recherche réalisé par un élève de 3ème année en modélisation mécanique et physique. La sélection est rude, il s’adresse à une partie des 550 élèves de la promotion. Louis n’est pas lauréat par hasard. Il a fait un stage remarquable. Son travail a offert de nouveaux outils robustes aux équipes de Renault. Après six mois de stage, Louis Bouthier offre une solution « clé en mains » à l’entreprise.

Louis travaille à l’optimisation de la projection dynamique par gaz froid (ou cold spray) sur cylindre de bloc-moteur automobile par simulation en mécanique des fluides. Il va modéliser le procédé cold spray par simulation en mécanique des fluides (CFD) pour comprendre l’interaction entre le gaz et les particules solides et ensuite proposer un cadre numérique qui permettent d’évaluer les performances de la buse cold spay actuelle et l’optimiser. L’objectif du stage est très ambitieux. Louis de son côtén’a jamais fait de calcul CFD. Il a beaucoup à apprendre pour mener la démarche complète demandée : construction d’un modèle, évaluation des performances de la buse de Renault, validation du modèle numérique et comparaison aux données expérimentales.

Il est supervisé dans cette mission par Elie Hachem (CEMEF, équipe CFL) pour la partie CFD, Francesco Delloro (CdM, équipe SIP) pour la partie coldspray et Laurent Aubanel chez Renault. Ses résultats sont prometteurs et ses encadrants le challengent. Il explore de multiples pistes de façon à obtenir le maximum de résultats.

Son apport : le déploiement d’un cadre numérique, base qui reprend tous les outils nécessaires aux études approfondies de l’équipe Renault sur le sujet.

Son originalité : proposer une modélisation haute-fidélité, c’est-à-dire une modélisation dans laquelle toutes les hypothèses et tous les modèles ont été revus.

Un exemple : ont été amélioré le traitement de la turbulence, l’équation d’état du gaz, le couplage entre le gaz et les particules, la précision numérique des variables.

Son plus : cette modélisation n’avait jamais été faite dans le domaine. C’est un immense pas en avant dans la simulation numérique du cold spray avec un calcul accessible !

Que pense-t-il de son prix : « j’ai travaillé avec motivation pour fournir une étude la plus complète possible. Le prix me prouve que je suis capable de rendre un travail de qualité, utile et reconnu des autres. Il est une reconnaissance des professeurs de l’Ecole Polytechnique, des anciens élèves (AX) et de la Fondation de l’X. Ce prix me pousse à persévérer pour dépasser mes compétences actuelles et devenir un ingénieur de plus en plus performant.

Et après ? Louis Bouthier a été piqué par le virus de la recherche ! Il poursuit en thèse avec Elie Hachem et va travailler cette fois sur des modèles et simulation de couplages acoustique-thermomécanique dans des fluides complexes. Sa thèse cherche à établir un nouveau modèle physique et mécanique complet décrivant le couplage entre dynamique des fluides non-newtoniens et modèles de propagation d’ondes.

Toutes nos félicitations !

Nos recherches au service d’une mission de la NASA

22 octobre 2020

La sonde du projet OSIRIS-REx de la NASA a fait son "posé-décollé" sur l'astéroïde Bénou, mercredi à 7h50 du matin, heure française. C'est la concrétisation de plusieurs années d'un immense travail rassemblant de nombreuses équipes de recherche. C'est l'histoire d'une sonde lancée de Cap Canaveral le 8 sept. 2016 pour atteindre l'astéroïde Bénou en 2018 pour récupérer des échantillons de roches, mission accomplie le 20 octobre dernier (heure américaine). Moment historique, car c'est aussi la première fois que cette opération est menée et nous sommes fiers d'y contribuer.

Quand nos développements numériques servent une mission de la NASA

Difficile de faire le lien entre nos activités de recherche en mécanique numérique et une missions spatiale vers l'astéroïde Bénou. Pourtant, deux chercheurs du CEMEF, Marc Bernacki et Daniel Pino Muñoz participent au projet OSIRIS-Rex (*) de la NASA.

Pourquoi cette mission ?

L'objectif d'OSIRIS-REx est de prélever des échantillons de régolithe – couche superficielle formée de roches et de poussière – de l'astéroïde Bénou pour les ramener sur terre. Leur étude intéresse pour deux raisons : premièrement, ce sont des matériaux minéraux inorganiques primitifs. Ils ont très peu changé depuis la formation des astéroïdes et offrent des informations sur la création de nore système solaire. Ensuite, les chercheurs font l'hypothèse que le régolithe contient des molécules organiques qui pourraient expliquer l'origine de la vie sur terre.

Quels challenges pose cette mission ?

Parmi les nombreux challences, une des questions à laquelle il faut pouvoir répondre est de savoir où sur Bénou prélever les échantillons. Car la sonde doit effectuer un posé-décollé (Touch And Go = TAG) pour aspirer des prélèvements dont la taille ne dépasse pas 2cm pour une masse totale comprise entre 60g et 2kg. Son atterrissage rapide requiert une aire libre de gros rochers de 25m².

Depuis son arrivée en décembre 2018, la sonde analyse et cartographie l'astéroïde. Des instruments envoient des informations aux chercheurs pour leur permettre de choisir la meilleure localisation. Ils récupèrent ainsi des visuels de l'astéroïde et des cartes de températures. Les images transmises n'ont pas une résolution suffisante. Les visuels peuvnet être identiques mais finalement être très hétérogènes. Les cartes de températures sont utiles mais les modèles 1D utilisés par les astronomes se basent sur un nombre élevé d'hypothèses. Et bien sûr, les surfaces topologiques nous sont inconnues.

Il faut donc pouvoir proposer un site pertinent pour ce TAG car la sonde ne pourra pas faire de nombreuses tentatives.

L'apport du CEMEF ?

C'est ici que Marc Bernacki et Daniel Pino Muñoz, chercheurs numériciens de l'équipe MSR, apportent une intéressante contribution. Ils utilisent les modèles qu’ils ont développés par ailleurs pour retrouver par analyse inverse la taille des roches. Ils ont permis de créer la géométrie d'un empilement de cailloux de façon à savoir si des empilements différents peuvent avoir une signature thermique identique. Ils génèrent de cette façon différents scénarios sur les rugosités. C’est ainsi qu’ils ont développé des outils pour simuler les échanges de chaleur radiatifs.

Cette collaboration est la résultante d’un projet commun avec l'Observatoire de Nice et Marc Delbo. La mission OSIRIS-REx a été lancée par l’University of Arizona. Andy Ryan, fait partie de l’équipe de recherche américaine. Il est venu travailler un an entre les équipes de Nice et le CEMEF en 2018. Il est reparti en mars 2019 en Arizona. Les échanges se poursuivent et les travaux continuent. Les perspectives sont nombreuses. L’idée est d’ores et déjà de pouvoir appliquer ces développements à d’autres missions. Si les conditions sont différentes, la philosophie et l’analyse sont les mêmes, nous dit Daniel.

Pour Daniel, ces échanges et le travail avec des astronomes et des astrophysiciens furent d’une grande richesse. Nous sommes de communautés scientifiques différentes. C’est incroyable mais nous n’utilisons pas le même vocabulaire pour parler des mêmes phénomènes. Il nous a fallu développer une vraie écoute pour se comprendre. Ils ne disposent pas d’informations sur les matériaux qu’ils étudient. Ils sont obligés d’émettre des hypothèses fortes en s’inspirant de ce qu’ils connaissent. Ils n’inventent pas. Il leur faut une culture très large et une grande ouverture d’esprit. Leurs contraintes sont très différentes. Ils travaillent de façon plus empirique par nécessité.

Dans les retombées, notons d’ores et déjà l’implémentation de ces outils de simulation des procédés de chaleur radiatifs dans le logiciel THERCAST développé au CEMEF. Ils sont disponibles dans la version industrielle éditée par Transvalor.

Et après ?

Projet de longue haleine. En août 2019, la sélection s'affine et quatre sites sont retenus. Puis au final deux sites (un site principal et un site de secours) sont choisis. Des répétitions du TAG ont été faites en août dernier… Et depuis, tout est mis en oeuvre pour s'assurer le succès de l'opération.

L'histoire ne s'arrête pas ici. Quelques jours après cette fabuleuse performance, les images ont confirmé que la sonde a récupéré suffisamment de matière, 60 grammes minimum. La décision a été prise de mettre la capsule de stockage en sécurité. Il n'y aura pas de deuxième approche au sol. Atterrissage de la sonde prévu en 2023.

Crédit photos : NASA/Goddard/University of Arizona

* OSIRIS-Rex pour Origins-Spectral Interpretation-Resource Identification-Security-Regolith Explorer

Le Rapport d’activité 2019 est en ligne

15 juillet 2020

MINES ParisTech, établissement-composante de l'Université PSL (Paris Sciences et Lettres), décline ses faits marquants 2019 et ses perspectives 2020 selon quatre grandes thématiques, selon les objectifs fixés par son plan stratégique 2018-2022 :

Promouvoir l'excellence scientifique
Accompagner l'ingénieur et le chercheur du futur
Rayonner au-delà de notre sphère
Se déployer pour relever les défis de demain

Pour le directeur général, Vincent Laflèche, « Le démarrage de la nouvelle maquette du cycle Ingénieur [est un] marqueur de la statégie de l'École ».

Selon Jacques Aschenbroich, PDG de Valeo, président du CA de MINES ParisTech, co-signataire de l'éditorial : « Plus que jamais, la science et la technologie sont indispensables pour comprendre les mutations que nous vivons ».

Le RA 2019 est à feuilleter ici.

> Télécharger le Rapport d'activité 2019

Elie Hachem lauréat 2020 de l’IACM

7 août 2020

Elie Hachem, enseignant-chercheur au CEMEF, responsable de l'équipe CFL, est lauréat IACM de l'édition 2020.

L'IACM, l'International Association for Computational Mechanics, est LA société savante du domaine de la mécanique numérique. Elle rassemble plus de 5 000 adhérents dans le monde entier. Tous les deux ans, elle décerne son prestigieux "Fellow Award".

Ce prix récompense jusqu'à 8 personnes qui se sont distinguées par leurs réalisations de recherche et leurs publications dans les domaines de la mécanique numérique, et qui ont soutenu l'IACM en tant que membres et en prenant part à ses réunions et à ses activités.

Elie Hachem évoque ce prix :

Etre reconnu par ses pairs, c’est toujours une immense satisfaction. Mais cela va au-delà. Je me réjouis de rejoindre ce club que j'ai toujours admiré. L’IACM est LA communauté internationale de la mécanique et la simulation numérique. Quand je regarde la liste des lauréats, parmi eux, il y a mes mentors. Je pense à C. Farhat et à J.L. Chenot (ancien directeur du CEMEF) pour ne citer qu'eux, mais il y a bien d'autres chercheurs que j'admire. Cela me touche beaucoup.

Je prends ce prix comme la reconnaissance du travail accompli bien sûr. Il conforte aussi la place de la France dans ce domaine de recherche. Je suis fier d’y contribuer. Cela me donne encore plus envie de continuer à me challenger sur le plan scientifique moi et mon équipe.

Ce prix me donne une grande responsabilité également. J’espère pouvoir inspirer des jeunes, leur donner envie de faire de la recherche en numérique.

>> En savoir plus :

– Parcours d''Elie Hachem

– Dernières publications d'Elie Hachem

– Fellow Award IACM

Visite du DGDS du CNRS

21 juillet 2020

Nous avons été honorés de la visite d'Alain Schuhl, Directeur général délégué à la science du CNRS. Il est venu accompagné de Jean-Yves Marzin, Directeur de l'INSIS et de Virginie Bonnaillie-Noël, Directrice de la direction d'appui aux partenariats publics.

Ce fut l'occasion pour Tatiana Budtova, Médaille d'Argent CNRS 2020 de leur présenter ses travaux sur les aérogels.

La visite nous a permis de voir un petit aperçu de nos activités de recherche expérimentales et numériques.

Visite du nouveau MEB double faisceau

Visite de la halle de mise en forme des alliages métalliques (fluotournage, hydroformage, soudage…)

Essais mécaniques

Fabrication additive des matériaux composites organiques…

Nous sommes heureux d'avoir pu présenter nos moyens et comme à chaque visite, toujours un peu frustrés de ne pouvoir passer plus de temps devant chaque manip, machine, expérience…

Merci !

18 juin 2020

Comme beaucoup, nous avons vécu le télétravail. La reprise sur site a commencé en mai avec les expérimentateurs. Depuis, peu à peu, nous revenons à nos bureaux et c’est une vraie joie de se retrouver… dans le respect des règles de protection (distanciation et port du masque). Notre situation n’a rien de particulier.

Pourtant elle a été l’occasion d’un événement spécial, que nous souhaitons partager et qui met en avant Loan Vo :

Loan est vietnamienne. Après sa thèse réalisée en Autriche, Loan nous rejoint en 2013 pour travailler sur le Projet d’Investissement d’Avenir, Biomass For the Future. Elle rencontera Jordi, son mari, lui aussi en postdoc au CEMEF, ensemble ils ont une petite fille. Elle reviendra ensuite en tant qu’ingénieur de recherche pour un autre projet de recherche de l’équipe BIO avec la société Luxottica. Le projet a pris fin en décembre 2019.

En plein confinement, Loan investigue… Grâce à un proche, médecin au Vietnam, elle trouve ce qu’elle cherche : des masques ! Pas n’importe lesquels, des “vrais” qui protègent, sont réutilisables ET validés par les services de santé. Fin avril, alors que la pénurie est aiguë, elle commande 1000 masques dans l’intention de les distribuer !

Dès la livraison reçue, le 11 juin dernier, Loan est venue au CEMEF donner 250 masques* ! Le CEMEF, c’est un peu comme sa deuxième famille, dit elle, alors c’est tout naturellement qu’elle veut apporter sa contribution et aider.

On a envie de lui faire la bise, de la prendre dans nos bras pour lui exprimer toute notre gratitude.

Merci Loan pour ton geste et ton attention. Tu es très discrète et tu n’aimes certainement pas que l’on te mette en avant ainsi mais c’est le moyen que nous avons pour te remercier et te montrer notre reconnaissance.

*Les difficultés de livraison avec les frontières fermées ne lui ont pas permis d’obtenir le nombre total espéré. Loan a donc livré tous les masques reçus au CEMEF.

C’est aussi l’occasion pour nous de parler des immenses qualités professionnelles de Loan.

Loan Vo est une chercheuse en science des matériaux hors pair. Elle s’intéresse à divers domaines des matériaux à base de biomasse : comme les composites polymères renforcés par des charges naturelles, la fonctionnalisation de la cellulose ou les dérivés de la cellulose. Elle est l’auteur de plus de 10 articles, de deux brevets et de nombreuses contributions à des conférences nationales et internationales. Les résultats qu’elle a obtenus lors de ses passages au CEMEF ont été au-delà des espérances.

>> Voir ses publications (HAL)