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Projet européen

5/09/2011

SADCO, l’optimisation à dimension européenne

Hasnaa Zidani, de l’équipe-projet Commands Hasnaa Zidani, équipe-projet Commands

À l’occasion de la première école d’été du projet européen SADCO, rencontre avec sa coordinatrice, Hasnaa Zidani, de l’équipe-projet Commands, qui développe ce projet sur le contrôle optimal et nous explique son envie de former les jeunes chercheurs grâce à ce programme.

Pourquoi avoir choisi de faire ce type de projet européen ?

Hasnaa Zidani  : En premier lieu, nous voulions mettre au centre du projet la formation par la recherche pour les doctorants et les post-doctorants. Dans le vaste ensemble du 7e PCRD (programme-cadre de recherche et développement européen), nous nous sommes orientés vers les projets Marie Curie, et plus particulièrement un ITN, qui signifie réseau de formation initiale (initial training network). L’idée est donc de développer la carrière des jeunes chercheurs à travers un projet de recherche collaboratif porté par plusieurs partenaires européens.
Concrètement, le projet a  débuté officiellement au 1er janvier 2011, et se déroule sur 4 ans, réunissant 11 partenaires, dont 3 issus du monde industriel. Le projet a reçu un financement important pour former 25 doctorants et post-doctorants. Pour chacun de ces jeunes chercheurs, il est défini un programme de recherche et de formation  personnalisé dans sa structure de rattachement. La particularité de notre projet, c’est qu’il y a obligatoirement une période de 6 mois chez un autre partenaire du projet. Ainsi, au-delà des relations professionnelles que l’on peut avoir au quotidien avec ses collègues des autres structures, ou même lors d’une visite d’équipe, ici les étudiants seront dès le départ intégrés dans des projets collaboratifs. Cela permet de véritables échanges et offre une expérience très riche humainement et scientifiquement.
Ensuite, au-delà de l’aspect formation, il y a bien entendu la recherche ! Les partenaires impliqués dans ce projet ont des expertises variées et complémentaires : production, industrie militaire…Toute cette expertise sera mise au service d'une formation doctorale et post-doctorale.

Justement, quel est le thème de recherche de SADCO ?

H. Z.  : Dans le projet SADCO (Sensitivity Analysis for Deterministic Controller Design), nous nous consacrons à l’optimisation, et plus précisément aux systèmes de contrôle optimal. C’est-à-dire que nous tentons de déterminer des règles, des stratégies de contrôle de systèmes complexes et dynamiques (qui évoluent dans le temps et l’espace). Le but est ainsi d’optimiser certaines mesures pour obtenir une meilleure performance. Le contrôle optimal est un outil mathématique qui s’applique dans beaucoup de domaines : industrie aérospatiale avec l’optimisation de la trajectoire des fusées, automobile avec la minimisation des impacts des accidents, télécommunications avec la position optimale d’un satellite, ou encore énergie avec la gestion intelligente des ressources.

Le contrôle optimal peut servir à la fois dans l’industrie aérospatiale, l’automobile ou encore la gestion des ressources en énergie.

Nous travaillons pour optimiser des systèmes, voire les faire évoluer, mais toujours sur des systèmes dynamiques, qui sont très complexes à gérer : quand vous devez amener une navette sur orbite, il y a énormément de paramètres à prendre en compte à chaque seconde. Mais plus proche de nous, cet outil peut s’appliquer à votre voiture hybride, pour déterminer quand le moteur thermique ou électrique doit être utilisé afin de mieux gérer l'énergie disponible dans le véhicule.
L'optimisation des systèmes dynamiques est un domaine de recherche très actif depuis plusieurs décennies. L'intérêt théorique et applicatif de ce domaine ne cesse de croître. En effet, la technologie actuelle est à la recherche de systèmes robustes de plus en plus complexes et de plus en plus performants.

Quel est le but d’un événement comme l’école d’été dans ce type de projet ?

Graphe représentant différentes zones de risque de collision dans le contrôle aérien

H. Z.  : Les différents partenaires sont liés par des projets de recherche collaboratifs et également par des activités de formation communes. En mars 2011, a eu lieu par exemple notre 1er kick-off, avec un premier jour consacré à un workshop industriel organisé par Astrium sur des applications dans l’aérospatial, et les deux jours suivants où nous étions réellement dans le lancement du projet et la réunion de tous les partenaires avec plus d’une centaine d’inscrits. Le mélange théorie et pratique a été particulièrement riche et intéressant. En particulier, la présentation des programmes de recherche des plus grands acteurs industriels en Europe offre aux jeunes étudiants recrutés une motivation importante d'intégrer  des projets ambitieux, et une vision des futurs challenges industriels ainsi que les outils mathématiques nécessaires à développer pour parvenir à réaliser ces défis. Au niveau des équipes, l’engagement était évident.
En ce qui concerne l’école d’été, le but est toujours l’échange et le renforcement des collaborations. Pour cela, il y aura bien entendu des cours sur certains aspects du contrôle optimal et de son analyse mathématiques, et des présentations de chercheurs reconnus du domaine. Mais les jeunes chercheurs auront également l’opportunité de présenter leur travail pour ainsi échanger avec leurs collègues. Notre objectif : que chacun reparte avec de nouvelles idées. Et nous saurons que les échanges ont été fructueux si, comme la dernière fois, quand tout est finalement rangé, les chercheurs continuent à échanger équations et schémas autour d’un tableau !

Astos, partenaire industriel de SADCO

Sven Weikert Sven Weikert, Ing. Dipl. Responsable du développement d'Astos et du site de Stuttgart

Astos Solutions est spécialisé dans l’analyse de mission et dans les problèmes de contrôle dans l’industrie aérospatiale. La société opère également dans les domaines clés de la sécurité et de l’analyse des risques, des drones et des solutions destinées aux centres de surveillance spatiale SSA (Situational Awareness Centers). ASTOS, notre logiciel d’optimisation, de simulation et d’analyse, est exploité par l’Agence Spatiale Européenne.

Notre domaine de simulation et d’analyse est étroitement lié aux formulations de problèmes mathématiques et aux méthodes numériques. L’industrie aérospatiale a recours à la programmation non linéaire depuis plusieurs dizaines d'années. Toutefois, de nombreux problèmes nécessitent des solutions mathématiques avancées. Les ingénieurs bénéficient donc de l’aide de mathématiciens spécialisés dotés d’une formation principalement technique. Depuis plusieurs années, Astos Solutions collabore avec le Prof. Bueskens, de l’Université de Brême, et avec Matthias Gerdts (de l’Université de la Bundeswehr à Munich). Etant donné le secteur dans lequel nous opérons, il est crucial que nous entretenions de telles relations avec la communauté mathématique. Le projet SADCO constitue à cet égard la plateforme idéale et nous permet en outre d’établir de nouveaux contacts et de rencontrer des partenaires potentiels pour des projets industriels et liés à l’Agence Spatiale Européenne. SADCO permet également aux jeunes experts mathématiciens d'appréhender les problèmes d'ingénierie courants. Ces problèmes diffèrent parfois de ceux que les mathématiciens ont l’habitude de rencontrer.
 Ainsi, nous voyons également le projet SADCO comme une plateforme nous permettant de contribuer à la formation des jeunes professionnels.

Mots-clés : SADCO Commands Optimisation Saclay - Île-de-France Europe HORIZON 2020 H2020

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