CENTRE DE COMPETENCES
optimisation multidisciplinaire
Notre objectif est de répondre à quatre défis industriels majeurs : raccourcir le cycle de conception et de développement, maîtriser les produits sur l'ensemble de leur cycle de vie par l'interconnexion des systèmes et la continuité numérique, assurer la flexibilité et l'adaptabilité des processus de conception nécessaires face aux évolutions du marché et, enfin, accélérer l'introduction de nouvelles technologies dans les produits.
Pour cela, il est nécessaire de développer un programme ambitieux de conception et de simulation.
Objectifs
Nos activités sont consacrées au développement de technologies d'automatisation des processus, englobant un large éventail de disciplines et de paramètres, permettant et facilitant la reconfiguration de ces processus. Notre compétence contribue également pleinement à la continuité numérique, grâce à la mise en place méthodologique d’une passerelle entre l'ingénierie des systèmes basée sur les modèles et le domaine MDO.
Enfin, nous développons des méthodologies et des outils d'optimisation multidisciplinaires robustes et efficaces, tenant compte des paramètres incertains et de leur propagation, et répondant aux besoins des applications industrielles.
Si notre champ d’application principal est celui de la conception d'avions, nos développements génériques permettent la mise en place d’applications dans d'autres domaines - automobile, ferroviaire, naval, énergie – ou même dans des domaines plus lointains tels que la santé, le climat ou les moyens de production.
Domaines R&T
DEVELOPPEMENTS METHODOLOGIQUES ET QUANTIFICATION D’INCERTITUDES
- Méthodologies génériques MDO. Formulations MDO (Multidisciplinary Feasible, Individual Disciplinary Feasible, bi-niveaux) et algorithmes (plan d'expérience, couplage, optimisation), MDO multi-niveaux et multi-fidélité ;
- Méthodologies pour résoudre les problèmes d'optimisation avec des variables de conception mixtes (continues et discrètes), avec des applications dans le cadre de l'optimisation des structures ;
- Techniques d'apprentissage automatique et modèles de substitution ;
- Méthodologies pour la prise en compte de paramètres incertains dans les processus MDO ;
- Méthodologie MBSE - MDO basée sur l'ingénierie des systèmes pour formaliser et appréhender la conception de systèmes complexes, par exemple lors de la phase de conception globale de l'avion.
DÉVELOPPEMENT DU LOGICIEL OPEN SOURCE GEMSEO
GEMSEO - une bibliothèque Python - est en cours de développement depuis 2015. C'est un logiciel scientifique pour ingénieurs et chercheurs, utilisé pour explorer automatiquement les espaces de conception et trouver des solutions multidisciplinaires optimales.
GEMSEO s'appuie sur une approche disruptive basée sur les formulations MDO, permettant de générer automatiquement le processus MDO et facilitant sa reconfiguration. GEMSEO propose des interfaces vers des bibliothèques d'algorithmes (plan d'expérience, couplage, optimisation), des bibliothèques de modèles de substitution, des bibliothèques de post-traitement et des capacités de visualisation.
Depuis 2021, GEMSEO est open source, sous la licence LGPL v3.
APPLICATIONS
Les aspects génériques de GEMSEO permettent une large gamme d'applications. Depuis 2016, nous avons concentré beaucoup d'efforts sur la mise en place de cas tests représentatifs de problèmes et contraintes industriels. En particulier, un cas test pour le re-design d'un mât moteur a fait l'objet d'un développement important. Les techniques d'optimisation multidisciplinaires ont été appliquées avec succès à la remotorisation avion, avec pour objectif d’évaluer l'impact d'un moteur de nouvelle génération sur les performances de l'avion.
Fort de ce succès, GEMSEO a été utilisé à l'IRT dans de multiples domaines applicatifs, tels que l'optimisation des systèmes électriques, les essais virtuels de matériaux et la conception d'échangeurs de chaleur.
Depuis 2019, GEMSEO a été utilisé dans différents projets européens : H2020 MADELEINE, Shift2Rail, RECET4Rail et CleanSky2 RHEA. En particulier, l'ambition de ce dernier projet est de concevoir des avions de future génération avec des ailes à ultra-fort allongement en utilisant l'optimisation multidisciplinaire. Dans ce contexte, GEMSEO est chargé d'orchestrer le processus global, gérant les différents modèles basés sur la physique par le biais d'interfaces.
Notre offre
- Nouvelles méthodologies MDO
- Nouveau logiciel Generic Engine for MDO Scenarios, Exploration and Optimization - GEMSEO (bibliothèque Python) qui permet la création automatique de processus MDO
- Apprentissage automatique, quantification et propagation d’incertitudes
- Démonstrations à l'aide de cas tests simulant des contraintes industrielles
- Formation sur MDO et GEMSEO ; expertise et support à l'utilisation de GEMSEO
- Rapports de thèses, publications scientifiques, communication lors de conférences
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