Stage R&D : Développement d’un module logiciel pour la conception de systèmes multiphysiques innovants

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(e) par une ingénieure-chercheuse SystemX du domaine Calcul Scientifique et Optimisation. 
Vous travaillerez au sein de l’équipe SystemX en charge du développement de la plateforme open source OpenPisco dont le partenaire industriel est Safran Tech et les partenaires académiques sont l’École polytechnique et l’Université Paris Cité. 

Objectifs du stage

SystemX développe activement une plateforme logicielle open source dédiée à l’optimisation topologique de structures basée sur la méthode des lignes de niveaux [1]. L’optimisation topologique est une méthodologie de conception novatrice visant à optimiser des pièces mécaniques en y intégrant le moins de matière possible, tout en garantissant la tenue en service. L’objectif est de répondre à un enjeu stratégique pour l’industrie de demain : concevoir plus vite et mieux. Par ailleurs OpenFOAM [2] est un logiciel open source spécialisé dans la résolution des équations de la mécanique des fluides par la méthode des volumes finis.
Ce stage vise à développer un module logiciel en langage Python permettant d’interfacer OpenPISCO et OpenFOAM avec l’objectif de réaliser des études d’optimisation topologique d’un système en interaction fluide-structure.  

Missions

• Réaliser une étude bibliographique des méthodes d’optimisation topologique pour les problèmes multiphysique, en particulier impliquant une interaction fluide-structure  
• Prise en main de l’environnement OpenPISCO et de ses différents modules  
• Proposer et développer un module logiciel en langage Python dans OpenPISCO réalisant une interface avec OpenFOAM. L’interface proposée permettra d’une part la modélisation de l’interaction fluide-structure, d’autre part son utilisation dans une chaine numérique complète d’optimisation topologique multiphysique 
• Proposer et mettre en œuvre une preuve de concept illustrant la solution proposée sur un cas d’application d’intérêt technologique issu de l’état de l’art, analyser les résultats obtenus et leur sensibilité 
• Proposer des stratégies de généralisation de la solution proposée  

Références bibliographiques

[1] Allaire, G., Dapogny, C., & Jouve, F. (2021). Shape and topology optimization. In Handbook of numerical analysis (Vol. 22, pp. 1-132). Elsevier. 
[2] https://www.openfoam.com/ 
[3] Feppon, F., Allaire, G., Dapogny, C., & Jolivet, P. (2020). Topology optimization of thermal fluid–structure systems using body-fitted meshes and parallel computing. Journal of Computational Physics, 417, 109574.  

Profil et compétences

De formation : BAC+5 en fin de cycle école d’ingénieur ou Master 2, dans le domaine des mathématiques appliquées, mécanique numérique ou développement logiciel. 

Compétences :  

• Programmation scientifique en Python 
• Calcul Scientifique 
• Optimisation 
• Analyse numérique des EDP 
• Une première expérience en mécanique de structures et/ou de fluides serait appréciée 

Aptitudes personnelles: 

• 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 communication des résultats 
• Aptitude à communiquer aussi bien à l’oral qu’à l’écrit (en français et anglais) 

Merci d’indiquer la référence du stage dans l’objet de votre mail de candidature, d’y joindre CV, lettre de motivation, lettre(s) de recommandation et relevés de notes.