Post-doctorante /Post-doctorant - Développement d’un JUmeau Numérique d’un Appareil à Pression (JUNAP) : Modélisation guidée par les données - CDD 12 mois à IMT Nord Europe

Job description

Post-doctoral fellow - CDD 12 months Development of a Digital TWIN of a Pressure Vessel (JUNAP): Data-Driven Modeling


Organisme public de premier plan en France, l’Institut Mines-Télécom est un acteur clé dans les territoires pour la recherche en partenariat avec les entreprises et les acteurs socio-économiques. Autour du concept du « Jumeau Numérique », les centres « Matériaux et Procédés » (MP) et « Systèmes Numériques » (SN) d’IMT Nord Europe associent leurs compétences en croissant les capacités de MP à modéliser numériquement une structure mécanique dans la phase conception en vue de son dimensionnement et de sa réalisation et les capacités de SN à modéliser le comportement d’un processus industriel à partir de données afin d’optimiser son exploitation et sa maintenance.


Le CETIM, membre de l’Alliance Industrie du Futur, est un acteur majeur dans l’accompagnement des industriels pour la maitrise des technologies de l’Industrie du Futur. Son action de pilote de projets innovants en fait naturellement le fédérateur de grands projets industriels ou R&D multipartenaires, et ce principalement sur 5 axes : conception, simulation, essais ; procédés de fabrication et matériaux ; mécatronique, contrôle et mesure ; développement durable ; management et appui aux PME. Le CETIM souhaite s’engager dans le projet JUNAP au travers de ses domaines d’expertise, notamment en : conception mécanique des équipements sous pression, mesures (capteurs connectés), essais multi-échelles, contrôle non destructif, matériaux, simulation numérique.

Dans le cadre de leur laboratoire commun sur les technologies des équipements sous pression (LATEP), IMT Nord Europe et le CETIM souhaitent développer un jumeau numérique pour les appareils à pression. L’objectif est de disposer d’un jumeau numérique doté de capacités de réactivité (temps-réel), d’évolutivité (apprentissage), d’anticipation des défaillances et de prise de décisions rationnelles construits au croisement entre l’intelligence artificielle (IA) et la modélisation physique, dont les phénomènes d’endommagement.


Votre mission :

Dans ce contexte, votre mission consiste à :

  • Réaliser un état de l’art sur la modélisation boîte noire et boîte grise pour ce type d'application (environ 3 mois) ;
  • Contribuer au développement d’un modèle guidé par les données (environ 6 mois) ;

Valoriser les travaux menés par des publications dans des conférences et revues et dans la mise en place d'un démonstrateur de recherche (environ 3 mois).

Votre mission s’inscrit dans un programme de travail collaboratif avec une part importante dédiée aux technologiques numériques. Dans le but de développer le jumeau numérique d’un Equipement Sous Pression (ESP), l’équipe projet souhaite développer les connaissances permettant d’intégrer une connaissance physique du système dans des modèles basés sur les données issues des capteurs (et donc sur des techniques d’apprentissage automatique et d’identification de systèmes) pour arriver à un modèle plus précis, plus explicable qui évolue en même temps que l’ESP. Pour ce faire, deux approches sont à explorer :

  • A partir des mesures issues des capteurs, trouver les paramètres physiques qui caractérisent l'intégrité structurelle et la performance de l’équipement. Une analyse en « temps réel » des données collectées par les capteurs aura pour but la détection de ce que pourrait être un événement, la localisation de ceux-ci, la classification/reconnaissance.

Développer un modèle guidé par les données, dont les paramètres seront estimés à partir des mesures expérimentales disponibles. Cette étape d’estimation sera faite en utilisant des approches d’intelligence artificielle et d’analyse de données.


Votre localisation :

L’étude sera réalisée entre Douai et Senlis avec une localisation principale à Douai. La personne recrutée aura à assurer des déplacements dans le cadre des actions et des expérimentations du projet JUNAP, notamment chez les partenaires industriels localisés en Hauts-de-France.


A leading public body in France, the Institut Mines-Télécom is a key player in the territories for research in partnership with companies and socio-economic players. Around the concept of the "Digital Twin", the "Materials and Processes" (MP) and "Digital Systems" (SN) centres of IMT Nord Europe are combining their skills by increasing the capacities of MP to digitally model a mechanical structure in the phase design with a view to its sizing and production and SN's ability to model the behavior of an industrial process from data in order to optimize its operation and maintenance. CETIM, a member of the Industry of the Future Alliance, is a major player in supporting manufacturers to master the technologies of the Industry of the Future. Its action as a pilot of innovative projects naturally makes it the unifier of large multi-partner industrial or R&D projects, mainly in 5 areas: design, simulation, testing; manufacturing processes and materials; mechatronics, control and measurement; sustainable development ; management and support for SMEs.

The CETIM wishes to engage in the JUNAP project through its areas of expertise, in particular in: mechanical design of pressure equipment, measurements (connected sensors), multi-scale tests, non-destructive testing, materials, digital simulation. As part of their joint laboratory on pressure equipment technologies (LATEP), IMT Nord Europe and CETIM wish to develop a digital twin for pressure vessels. The objective is to have a digital twin with responsiveness (real-time), scalability (learning), failure anticipation and rational decision-making capabilities built at the crossroads between artificial intelligence (AI ) and physical modelling, including damage phenomena.


Your mission

In this context, your mission is to:

• Realize a state of the art on black box and gray box modeling for this type of application (about 3 months);

• Contribute to the development of a data-driven model (about 6 months);

• Promote the work carried out by publications in conferences and journals and in the establishment of a research demonstrator (approximately 3 months).

Your mission is part of a collaborative work program with an important part dedicated to digital technologies. With the aim of developing the digital twin of a Pressure Equipment (ESP), the project team wishes to develop the knowledge allowing the integration of physical knowledge of the system into models based on data from sensors (and therefore on machine learning and system identification techniques) to arrive at a more accurate, more explainable model that evolves along with ESP. To do this, two approaches should be explored:

• From the measurements from the sensors, find the physical parameters that characterize the structural integrity and the performance of the equipment. A "real-time" analysis of the data collected by the sensors will aim to detect what an event could be, their location, classification/recognition.

• Develop a data-driven model, whose parameters will be estimated from available experimental measurements. This estimation step will be done using artificial intelligence and data analysis approaches.


Your Location

The study will be carried out between Douai and Senlis with a main location in Douai. The recruited person will have to ensure travel within the framework of the actions and experiments of the JUNAP project, in particular with the industrial partners located in Hauts-de-France.

Job requirements

Votre profil, Diplômée/Diplomé Ingénieure/Ingénieur Docteur

Le poste convient à une/un candidate/candidat, ingénieure/ingénieur généraliste titulaire d’un doctorat et possédant des compétences dans l’un ou plusieurs des domaines suivants : automatique, modélisation et identification de systèmes, sciences des données, intelligence artificielle, ingénierie des systèmes complexes. Des notions en conception mécanique, et en particulier, autour des équipements sous pression seront appréciées.

Les principales compétences souhaitées ont les suivantes :

  • Modélisation et simulation numérique ;
  • Approche de modélisation guidée par les données (ML, DL, Modèles dynamiques) ;
  • Rigueur scientifique et qualité rédactionnelle ;
  • Maîtrise de la langue anglaise pour valorisation des travaux (publications, communications scientifiques).

Des connaissances sont attendues autour d’un ou plusieurs logiciels suivants : logiciel de simulation numérique, Matlab, Python…


Nous offrons,

  • Un cadre enthousiasmant autour des transitions numériques et industrielles,
  • Un accompagnement par une équipe de spécialistes aux compétences expertes et complémentaires,
  • Un environnement de travail collaboratif, avec des moyens significatifs et des plateformes technologiques de tout premier plan.
  • Un projet démarquant autour des enjeux de l’Industrie 4.0.

Le poste est à pourvoir à compter de mars 2023 pour une durée de 12 mois (contrat CDD).


Date limite de candidature : 10/01/2023


Contact,

IMT Nord Europe, CERI SN, Stéphane Lecoeuche stephane.lecoeuche@imt-nord-europe.fr

IMT Nord Europe, CERI MP, Salim Chaki salim.chaki@imt-nord-europe.fr

CETIM, Mohamed Bennebach mohamed.bennebach@cetim.fr,


Your profile,

Graduate Engineer Doctor The position is suitable for a candidate, a generalist engineer with a doctorate and skills in one or more of the following areas: automation, system modeling and identification, data science, artificial intelligence, engineering complex systems. Concepts in mechanical design, and in particular around pressure equipment will be appreciated. The main desired skills are: • Modeling and numerical simulation; • Data-driven modeling approach (ML, DL, Dynamic Models); • Scientific rigour and editorial quality; • Mastery of the English language to promote work (publications, scientific communications). Knowledge is expected around one or more of the following software: digital simulation software, Matlab, Python, etc.


We offer,

• An exciting framework around digital and industrial transitions, • Support from a team of specialists with expert and complementary skills, • A collaborative work environment, with significant resources and top-notch technological platforms. • A project that stands out around the challenges of Industry 4.0.

The position is for a period of 12 months (beg. March 2023)


Application deadline : 10/01/2023


Contact

IMT Nord Europe, CERI SN, Stéphane Lecoeuche stephane.lecoeuche@imt-nord-europe.fr

IMT Nord Europe, CERI MP, Salim Chaki salim.chaki@imt-nord-europe.fr

CETIM, Mohamed Bennebach mohamed.bennebach@cetim.fr,