Stage – Méthode et outil d’ingénierie guidée pour la conception et la spécification de jumeaux numériques industriels à partir d’un catalogue de capacités et de briques technologiques

Durée du stage : 6 mois
Date de démarrage envisagée : février – mars 2027
Localisation du poste : Palaiseau  (91)
Gratification : 1200 € net mensuel
Référence de l’offre à mentionner dans l’objet dans votre e-mail de candidature : STAGE-2027-15-JNI5

Contexte du stage

Au sein de l’Institut de Recherche Technologique SystemX, situé au cœur du campus scientifique d’excellence mondiale de Paris-Saclay, vous prendrez une part active au développement d’un centre de recherche technologique de niveau international dans le domaine de l’ingénierie numérique des systèmes. Adossé aux meilleurs organismes de recherche français du domaine et constitué par des équipes mixtes d’industriels et d’académiques, ce centre a pour mission de générer de nouvelles connaissances et solutions technologiques en s’appuyant sur les percées de l’ingénierie numérique et de diffuser ses compétences dans tous les secteurs économiques. Vous serez encadré par des ingénieurs-chercheurs SystemX travaillant dans les domaines de la science des données, du calcul scientifique, des jumeaux numériques territoriaux et du changement climatique. Vous travaillerez au sein du projet JNI5 (Jumeaux numériques des systèmes industriels) qui vise à définir des jumeaux numériques capables d’acquérir des données en temps réels afin de contribuer à la gestion de la R3 des systèmes complexe technico organisationnel et d’augmenter les capacités du système. La R3 fait référence aux trois propriétés non fonctionnelles suivantes : Reliability (Fiabilité), Robustness (Robustesse), Resilience (Résilience). Les partenaires industriels du projet sont Safran Aircraft Engine, Sherpa Engineering, Orange, Trialog et le partenaire académique est l’ENS Paris Saclay

Le poste est basé à l’IRT SystemX – Palaiseau.

Présentation du sujet

Objectifs

Contexte

Le déploiement des jumeaux numériques dans l’industrie nécessite aujourd’hui la mobilisation d’expertises multiples (métier, modélisation, données, simulation, IA, intégration et cybersécurité). Malgré l’émergence de nombreuses technologies et standards, les industriels rencontrent encore des difficultés pour identifier les composants nécessaires à leur cas d’usage et pour définir une architecture cohérente du jumeau numérique. Les travaux menés dans le cadre du framework d’ingénierie des jumeaux numériques proposé par l’IRT SystemX visent à structurer cette démarche en s’appuyant sur un processus d’ingénierie couvrant l’ensemble du cycle de conception et de déploiement.

Objectif du stage

L’objectif du stage est de développer un outil d’accompagnement à la conception et à la spécification des jumeaux numériques, permettant à un ingénieur de :

• formaliser son besoin métier ;
• identifier les fonctions attendues du jumeau numérique ;
• sélectionner les briques technologiques adaptées ;
• générer une première spécification d’architecture ;
• bénéficier d’un accompagnement guidé à travers les différentes étapes de conception.

L’outil reposera sur un catalogue structuré de briques constitutives des jumeaux numériques ainsi que sur un assistant méthodologique guidant l’utilisateur dans la démarche de conception.

Travaux à réaliser

1)Analyse et formalisation du processus d’ingénierie

• Analyse du framework d’ingénierie proposé.
• Identification des étapes clés de conception.
• Définition des objets manipulés :
  • cas d’usage ;
  • exigences ;
  • données ;
  • modèles ;
  • services ;
  • composants d’intégration.

2)Construction d’un catalogue de briques de jumeaux numériques. Définition et structuration d’un catalogue regroupant :

• sources de données ;
• modèles physiques ;
• modèles IA ;
• moteurs de simulation ;
• composants d’orchestration ;
• composants de visualisation ;
• connecteurs d’interopérabilité ;
• composants de cybersécurité.

Pour chaque brique :

• description ;
• rôle ;
• prérequis ;
• entrées/sorties ;
• cas d’usage associés ;
• niveau de maturité.

3) Développement d’un outil de guidage

Conception d’un prototype permettant :

• la capture des besoins utilisateurs ;
• la navigation dans le catalogue ;
• la recommandation de briques adaptées ;
• la génération semi-automatique d’une architecture cible ;
• la production des documents de spécification.

4)Définition d’un tutoriel d’accompagnement

Construction d’un assistant méthodologique de type :

• Étape 1 : Décrire son système physique
• Étape 2 : Identifier les objectifs métier
• Étape 3 : Déterminer les capacités attendues du jumeau
• Étape 4 : Sélectionner les briques nécessaires
• Étape 5 : Construire l’architecture cible
• Étape 6 : Générer la spécification

5)Validation sur un cas d’usage industriel. Application de l’outil sur un démonstrateur SystemX ou un cas d’usage industriel afin d’évaluer :

• la facilité de prise en main ;
• la qualité des architectures produites ;
• la réutilisabilité des briques ;
• la réduction des efforts de conception.

Résultats attendus

• Une démarche d’ingénierie formalisée pour la conception des jumeaux numériques.
• Un catalogue de briques réutilisables.
• Un outil logiciel d’aide à la conception.
• Un guide méthodologique/tutoriel utilisateur.
• Une validation sur un cas industriel.

Profil et compétences

De formation : BAC+5 en fin de cycle d’école d’ingénieur ou Master 2 en France dans le domaine de l’informatique, avec une appétence pour la recherche appliquée

Compétences souhaitées 

• Ingénierie système.
• Transformation numérique de l’industrie.
• MBSE / SysML.
• Industrie 4.0.
• Jumeaux numériques.
• Développement logiciel (Python, Web).

Aptitudes personnelles 

• Doté de capacités d’analyse, d’une forte autonomie et d’un esprit d’initiative ;
• Capacité à travailler en mode projet : rendre compte de l’avancement des travaux et communiquer les résultats ;
• Aptitude à communiquer aussi bien à l’oral qu’à l’écrit, en français et/ou en anglais ;
• Travail en mode collaboratif

 Merci de joindre CV, lettre de motivation, relevé de notes et autres documents utiles comme une lettre de recommandations.