PhD : Coupling experiments and CFD for low-cost optimization of passive control techniques: contributions of Frugal Artificial Intelligence to the study of complex flows - CDD 36 mois à IMT Nord Europe

Discipline : Mécanique des fluides, Energie

Responsable hiérarchique : Nadine LOCOGE

Surveillance :

Directeurs de thèse : HDR-Dr. Serge RUSSEIL (IMT Nord Europe) & Pr Marcello MELDI (ENSAM)

Directrice de thèse : Dr Souria HAMIDOUCHE (IMT Nord Europe)

Lieu de travail : Douai et Lille, France

Type de contrat et durée : Bourse doctorale, 3 ans

LES PARTENAIRES :
IMT Nord Europe Campus Douai – Centre Energie et Environnement

École sous tutelle du ministère de l'économie, des finances et de la souveraineté industrielle et numérique, IMT Nord Europe est née en 2017 de la fusion de Télécom Lille et de l'École des Mines de Douai. Elle compte aujourd'hui parmi les plus Grandes Écoles d'ingénieurs au Nord de Paris avec plus de 2200 élèves, dont un quart d'apprentis, plus de 600 diplômés par an et un réseau de 15 000 diplômés. Elle fait partie de l'Institut Mines Télécom, premier groupe public de Grandes Écoles d'ingénieurs et de management de France, et est partenaire de l'université de Lille.

IMT Nord Europe poursuit trois objectifs principaux : offrir à nos étudiants une pratique de l'ingénierie éthiquement responsable leur permettant de résoudre les problèmes du 21e enjeux du siècle, en dirigeant nos activités de R&D conduisant à des innovations exceptionnelles et en accompagnant le développement des territoires par l'innovation et l'entrepreneuriat. Idéalement situé au cœur de l'Europe, à 1h de Paris, 30 min de Bruxelles et 1h30 de Londres, IMT Nord Europe a de fortes ambitions de devenir un acteur majeur des transitions industrielles, numériques et environnementales actuelles, en alliant éducation et recherche sur ingénierie et technologies numériques.

Implanté sur deux campus principaux dédiés à la recherche et à l'enseignement à Douai et Lille, IMT Nord Europe propose des installations de recherche de près de 20 000 m² dans les domaines suivants :

- Sciences du numérique,

- Procédés pour l'industrie et les services,

- Énergie et Environnement,

- Matériaux et Procédés.

Pour plus de détails, visitez le site Internet de l'École : www.imt-nord-europe.fr

ENSAM Campus Lille – Laboratoire LMFL

L'École Nationale Supérieure d'Arts et Métiers (ENSAM, http://ensam.eu ) est une école d'ingénieurs. Elle a formé plus de 85 000 ingénieurs depuis sa création en 1780 par le duc de Rochefoucauld Liancourt. Il s'agit d'un « Établissement Public Scientifique, Culturel et Professionnel » (EPCSCP) placé sous la tutelle du Ministère de l'Enseignement Supérieur et de la Recherche. L'Ecole Nationale Supérieure d'Arts et Métiers est membre fondateur de ParisTech. En 2007, l'école adopte la marque « Institut de Technologie Arts et Métiers ».

Le laboratoire LMFL (Laboratoire de Mécanique des Fluides de Lille - Kampé de Fériet) est un laboratoire de recherche public (UMR 9014) reconnu internationalement pour les activités de recherche exercées sur la turbulence, les machines tournantes et la dynamique du vol. Ces études sont réalisées pour obtenir une prévision et un contrôle avancé de flux complexes. L'expérimentation et les simulations numériques réalisées sont combinées à l'aide d'outils pilotés par des données issues de la propagation/quantification d'incertitudes, de l'assimilation de données et de l'apprentissage automatique.

Pour plus de détails, visitez le site de l'École : https://artsetmetiers.fr/fr/campus/lille

Le poste est à pourvoir au sein du Centre pour l'Energie et l'Environnement (CERI EE). En plus d'héberger plus de cinquante chercheurs doctorants et postdoctoraux, ce Centre d'Enseignement, de Recherche et d'Innovation, est composé de 30 enseignants-chercheurs, 12 ingénieurs et techniciens et 2 assistantes administratives. Il s'articule autour de trois axes thématiques (Énergie, Fluides et Transferts – Qualité de l'Environnement Intérieur – Observations, Sources et Processus Physico-Chimiques Atmosphériques) et de deux pôles techniques et d'expertise. Le candidat retenu sera affilié à l'équipe Energie, Fluides et Transferts.

RÉSUMÉ DU POSTE :

L'efficacité des techniques passives de contrôle de débit est d'une importance capitale pour plusieurs domaines intéressés par l'optimisation des performances et de l'efficacité des composants fluides et/ou thermiques de nombreux systèmes d'ingénierie (par exemple, l' automobile). De nos jours, dans le cadre de la mécanique des fluides, les mesures expérimentales et les méthodes numériques avancées sont capables non seulement d'une description générale précise des caractéristiques d'écoulement, mais peuvent également garantir une analyse à haute résolution spatio-temporelle de phénomènes physiques complexes. Même si des études de cas concrets démontrent les avantages tangibles de ces réalisations, elles impliquent malheureusement des coûts élevés en raison d'un traitement lourd des données, qui prend beaucoup de temps et de ressources. En particulier lorsqu'il s'agit de flux et de conceptions tridimensionnelles complexes, cela conduit souvent à des approches d'optimisation trop coûteuses et inabordables. Dans le cadre mondial de l'inévitable double contrainte carbone (énergie-climat), l'objectif principal de ce projet de thèse est de développer une méthodologie à faible coût pour développer et analyser des techniques de contrôle passif des flux basées sur un couplage de pointe de l'expérimentation et de la CFD. (Computational Fluid Dynamics) via les outils d'Intelligence Artificielle Frugale. Cette méthode innovante sera appliquée à des dispositifs tels que les générateurs de vortex, qui produisent des structures d'écoulement vortex longitudinaux et sont largement utilisés dans diverses configurations passives. Cette technique d'intensification low-tech peut être considérée comme primordiale pour de multiples applications en mécanique des fluides, aérodynamique, transferts de chaleur et/ou de masse. Le développement d'une approche efficace implique également un examen approfondi de la physique des phénomènes d'écoulement impliquant la génération de tourbillon, ainsi qu'une procédure d'optimisation robuste et peu coûteuse pour obtenir des performances et une efficacité optimales.

THÈME  :

Sur la base du solide bagage de recherche et de l'expertise des deux partenaires (CERI EE - IMT Nord Europe et (LMFL - ENSAM), nous mènerons des travaux expérimentaux et numériques combinés à une approche frugale d'Intelligence Artificielle pour proposer un outil innovant d'optimisation de la conception conduisant à des solutions innovantes et conceptions rentables, suivant le plan de recherche ci-dessous :

• Réalisation de mesures expérimentales de pointe ( Stéréo-PIV, LDA 3D ) pour identifier les mécanismes d'écoulement dominants impliqués dans la génération du tourbillon ( séparation des écoulements, formation des vortex, rattachement des écoulements, rupture des vortex et instabilités des vortex ) sous divers régimes d'écoulement, y compris le régime laminaire/turbulent. transition.
• Développement et implémentation de l'Intelligence Artificielle Frugale au sein des plateformes numériques précédemment développées
• Optimisation paramétrique de la forme à l'aide de la méthode Frugal AI et validation expérimentale conduisant à des conceptions rentables qui ont le potentiel pour des applications de contrôle de flux et d'intensification des transferts
• Rédaction d'articles scientifiques et participation à des conférences
• Mission pédagogique : enseigner des travaux pratiques, gérer les projets de recherche des étudiants

PROFIL REQUIS :

Ce projet de doctorat s'adresse à un candidat actuellement en dernière année d'études de premier cycle ou à un récent diplômé titulaire d'un diplôme en ingénierie ou d'un programme de maîtrise, intéressé à poursuivre une thèse de doctorat. La formation académique du candidat doit être axée principalement sur la mécanique des fluides. Certaines compétences en tests expérimentaux (vélocimétrie), en programmation et en informatique seront grandement appréciées.

CONDITIONS :

Le poste est à pourvoir à compter du 1er octobre 2024, pour une durée de 3 ans (contrat CDD).

RENSEIGNEMENTS ET MODALITES DE DEPÔT DE CANDIDATURE :

Pour toute information sur les missions, merci de contacter Souria Hamidouche : souria.hamidouche@imt-nord-europe.fr , Marcello Meldi : marcello.meldi@ensam.eu , Serge Russeil : serge.russeil@imt-nord-europe.fr

Pour toute information administrative, merci de contacter la Direction des Ressources Humaines : jobs@imt-nord-europe.fr

Le poste peut être adapté pour une personne handicapée.

INFORMATIONS SUR L'ENVIRONNEMENT DE TRAVAIL A IMT NORD EUROPE :

- Possibilité de télétravail partiel

- Environnement de travail exceptionnel

- Beaucoup de vacances

- Restauration collective sur place

- Transports en commun payants pour les trajets domicile-travail (75%)

- Forfait mobilité durable (pour covoiturage ou vélo)

- Supplément familial selon la composition de la famille

- Large gamme d'avantages sociaux (indemnités de 1ère installation, aides financières, chèques vacances, etc.)

- Stimuler l'écosystème d'innovation (start-ups, étudiants, recherche, entreprises)

DATE LIMITE DE CANDIDATURE : 15/05/2024