Stages

Offres de stages au Centre des Matériaux de Mines ParisTech à Evry (16/07/2021)

Les stages sont proposés dans le cadre de la formation mastère spécialisé “Design des Matériaux et des Structures” (DMS), et sont destinés aux étudiants diplômés de troisième cycle universitaire de niveau Master 2 ou d’une école d’ingénieurs.
Les candidats doivent postuler directement sur le site de la formation.

Lien vers l’offre : https://dms.mat.minesparis.psl.eu/Sem2-Stage/Propositions-2021-2022/

Sujet de stage fin d’étude ingénieur / master 2
Simulation de la rupture en traction de câblés textiles (17/01/2020)

Objectifs du stage
L’objectif du stage est de caractériser par la simulation les mécanismes de rupture en traction des câblés textiles, afin de mieux comprendre les phénomènes mis en jeu. Le Laboratoire MSSMat a développé le logiciel de simulation par éléments finis Multifil, dédié à la modélisation d’assemblages de fibres. Ce logiciel permet dans un premier temps de reproduire le procédé d’assemblage de ces câblés textiles, puis de simuler des tests de chargement en traction. Une première étude sur le sujet a permis de caractériser une forte hétérogénéité dans la distribution des tensions à l’échelle des filaments individuels.
Le stage sera oriente sur la modélisation des ruptures des filaments constituant le câblé textile, en cherchant à mettre en évidence les conséquences de ces ruptures sur les glissements et les frottements entre ces filaments.
Il consistera d’abord a une prise en main du logiciel Multifil.
Le stage se déroulera au sein du Laboratoire MSSMat, à CentraleSupélec (Gif-sur-Yvette), en collaboration étroite avec Michelin. Il comprendra des échanges réguliers avec Michelin avec quelques déplacements à prévoir.

Compétences et aptitudes

• bonnes connaissances en mécanique non linéaire, mécanique des matériaux et simulation par éléments finis ;
• goût pour la programmation ;
• interêt pour l’application industrielle.

Contact
Damien Durville, MSSMat, bureau ME.203, bât. Eiffel CentraleSupélec – damien.durville@centralesupelec.fr | Tél. : 01.75.31.62.90

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Stage de Master / TFE de 6 mois à Mines Saint-Étienne – Université de Lyon
Génération et analyse de distributions de perméabilités numériques par apprentissage machine à partir de simulations par éléments finis (17/01/2020)

Mines Saint-Etienne (Grande École d’ingénieurs française regroupant 1 700 élèves-ingénieurs et chercheurs en formation) et la société Hexcel (leader mondial dans les composites pour l’aéronautique, CA 2014 1,8 Md$) ont construit la Chaire Hexcel – Mines Saint-Etienne d’enseignement et de recherche dédiée à la “Modélisation numérique avancée pour l’élaboration par infusion de composites structuraux nouvelle génération”. Cette Chaire inaugurée en 2015, parrainée par Safran et Airbus, est issue d’un partenariat de plus de 10 ans entre Mines Saint-Etienne et Hexcel. Doté d’un budget global de plus de 2,2 M€, ce projet industriel-académique vise à diffuser largement les connaissances autour de procédés d’élaboration spécifiques dits LCM, prometteurs, mais complexes à maîtriser pour des pièces de structure aéronautiques (voilures de plus 30 m de long par exemple).

Profil recherché
Élève ingénieur et/ou étudiant en master 2 :
1. Compétences en mécanique numérique / physique numérique (solide, fluide, milieux poreux) ou domaine connexe (maths appli),
2. Connaissances en statistiques, et dans l’idéal en machine learning,
3. Maîtrise du Python,
4. Capacités à travailler en groupe
5. Initiative et autonomie.

Candidatures / Contacts
Stage à débuter dès que possible, pour une durée de 6 mois environ (incluant une coupure estivale à décider en commun).
Les candidat(e)s intéressé(e)s devront faire parvenir un CV décrivant leur expérience en recherche et leurs centres d’intérêts, accompagné d’une lettre de motivation et de références académique, à : S. Drapier, Professeur, titulaire de la Chaire Hexcel d’enseignement et de recherche drapier@emse.fr.

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Proposition de stage Master recherche et/ou PFE
Modélisation eulérienne de l’écrouissage cinématique en grandes transformations pour la simulation de chocs (08/01/2020)

Sujet
De nombreuses applications de l’ingénieur font appel à la simulation d’impacts sur des solides dissipatifs. Les fronts d’onde générés par des impacts peuvent propager des phénomènes irréversibles et des déformations qui peuvent être importantes. Pour les problèmes où les déformations sont extrêmement importantes comme la pénétration d’un objet dans une cible, la description eulérienne du mouvement apparaît bien commode puisqu’elle permet d’éviter les problèmes de distorsion de maillage, bien qu’elle nécessite des techniques de suivi des interfaces. Des modèles hyperboliques bien posés incluant des comportements hyperélastique-viscoplastiques en grandes transformations ont déjà été développés à cet effet. Ces modèles sont généralement discrétisés et résolus par un schéma de type volumes finis, lesquels permettent d’obtenir des solutions numériques non-oscillantes au voisinage des discontinuités, et s’appuient sur la méthode des interfaces diffuses pour repérer les interfaces.
L’objet de ce projet est d’enrichir les comportements viscoplastiques pris en compte dans ces simulations. Ces comportements ont jusqu’alors essentiellement inclu un écrouissage isotrope, lequel a été privilégié puisque les applications visées considéraient des projectiles volants impactant une cible, cas pour lesquelles c’est essentiellement la charge monotone qui est d’importance. Cependant pour d’autres applications dans lesquelles de l’énergie continue d’être apportée de l’extérieur au système, une bonne modélisation des décharges devient aussi importante. Le comportement cyclique qu’on connaît de certains matériaux en régime quasi-statique nécessite d’introduire un écrouissage cinématique non linéaire, dont la généralisation aux grandes transformations a fait l’objet de nombreux travaux  pour correctement tenir compte des mouvements de corps rigides. L’objectif de ce projet est dans un premier temps de développer un modèle eulérien d’écrouissage cinématique non linéaire pour la simulation de choc dans les solides élastoplastiques en grandes transformations. Ensuite ce modèle devra être implémenté dans un code de calcul au moyen d’un schéma de type volumes finis.

Profil – Compétences recherchées

• Modélisation des grandes transformations en mécanique des solides, et équations hyperboliques.
• Méthodes numériques pour ces équations (Volumes finis, Galerkin discontinu)
• Compétences et goût pour la programmation informatique (python, C++)

Dates, durée, lieu et traitement du stage
Ce stage dure 5/6 mois, et doit couvrir la période printemps/été 2020. Le stage sera effectué à l’IUSTI, Technopôle de
Château-Gombert, 5 rue Enrico Fermi, 13453 Marseille cedex 13, FRANCE. Ce stage est rémunéré 534 ebrut/mois.

Contacts
Nicolas Favrie
IUSTI UMR 7343
Université Aix-Marseille
nicolas.favrie@univ-amu.fr
04 91 10 69 56

Thomas Heuzé
GeM UMR 6183
École Centrale de Nantes
thomas.heuze@ec-nantes.fr
02 40 37 25 03

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Offre de stage : “Analyse du comportement vibratoire d’une éolienne”, IFP Energies nouvelles – Etablissement de Lyon (26/11/2019)

Dans le cadre de la transition énergétique, le développement de la production d’électricité d’origine éolienne est en très forte croissance en France et dans le monde.

Associées à la croissance de la puissance installée, la surveillance et la maintenance des éoliennes au sein des parcs deviennent un enjeu majeur. Dans ce cadre, il est important de détecter et caractériser au plus tôt des défauts qui peuvent apparaître dans ces structures, par exemple des pertes de rigidités locales, afin de prévenir toute dégradation importante. Il faut cependant tenir compte du petit nombre de capteurs installés sur une éolienne.

A l’heure actuelle, IFPEN dispose de modèles mécaniques précis et exhaustifs du comportement mécanique d’éoliennes. Ces modèles sont issus principalement des logiciels DeepLines Wind de IFPEN et de FAST du NREL. Ces deux logiciels combinent des modèles aérodynamiques, des modèles hydrodynamiques pour les structures en mer, des modèles dynamiques de contrôle et de systèmes électriques et des modèles structuraux pour permettre la simulation couplée aéro-hydro-servo-mécanique non linéaire dans le domaine temporel d’éolienne.

Le but du stage est de simuler, à partir des modèles précédents, l’évolution du comportement vibratoire d’une éolienne onshore suite à l’introduction de défauts représentatifs des dégradations observées par les exploitants de parcs éoliens. Il s’agira plus précisément de trouver les meilleurs indicateurs (fréquences propres, accélérations …) représentatifs de l’évolution numérique de la structure.

D’autre part, les méthodes d’OMA (Operational Modal Analysis) permettent le suivi des caractéristiques dynamiques (fréquences propres, amortissement …) au cours du temps [1]. Ces méthodes se basent sur l’exploitation de données de quelques capteurs (en général des accéléromètres) placés sur l’éolienne. A partir de données capteurs simulées, le stagiaire évaluera une ou deux  méthodes d’OMA existantes et leurs sensibilités aux défauts introduits.

Ce stage pourrait être suivi d’une thèse.

[1] . Oliveira G. Vibration‐based structural health monitoring of wind turbines. PhD thesis. Faculty of Engineering, University of Porto, Portugal 2016.

Caractéristiques du stage

• Niveau : 5^ème année école d’ingénieur, Master 2
• Prérequis :
  Compétences en mécanique des solides et des structures, éléments finis, statistiques,  automatique.
  Si possible connaissance de Matlab et Python

• Début du stage : Février-Mars-Avril 2020
• Durée : 5 mois
• Lieu : IFP Energies nouvelles – Etablissement de Lyon

Contact et encadrement 

• Leroy J-M., jean-marc.leroy@ifpen.fr

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Livret des stages proposés par le LM2S (16/10/2019)

Le LM2S (Laboratoire de Mécanique Système et Simulation) est un laboratoire CEA du Service d’Etudes Mécaniques et Thermiques (SEMT), unité de compétence de la Direction de l’Energie Nucléaire (DEN) en mécanique. Dans ce cadre, le LM2S est porteur de compétences en simulation numérique en mécanique des structures. Il pilote le développement et la maintenance du logiciel Cast3M pour répondre aux besoins des projets du CEA et de leurs partenaires (EdF, Framatome notamment). Il réalise également de la recherche de base et des études avancées en mécanique des structures à l’aide de Cast3M. Les principaux domaines d’expertise du LM2S sont :

• le calcul de structures,
• les méthodes numériques appliquées aux éléments finis,
• le développement d’outils numériques au service de différentes thématiques industrielles, dont les principales sont actuellement la thermomécanique des assemblages combustibles, les structures en béton armé, les géomatériaux.

Dans ce cadre, le LM2S développe, valide et maintient le logiciel Cast3M, et « les outils-métier » associés.
Le présent feuillet regroupe l’ensemble des propositions de stage portées par le LM2S pour la campagne 2019/2020. Les sujets proposés s’adressent aux étudiants d’école d’ingénieurs (stage de fin d’étude) ou formation universitaire (niveau master 2). Chaque proposition est autoportante dans son contenu et peut être communiquée en dehors de l’ensemble. Les sujets de stage sont les suivants :

• « Modélisation et simulation du comportement mécanique de poutres en béton armé »
• « Traitement de la dépendance au maillage pour les calculs de structures composites acierbéton »
• « Mise au point et intégration de machine learning au sein d’un calcul par éléments finis d’une structure de réacteur à eau pressurisée »
• « Analyse de sensibilité pour le dimensionnement du système de maintien d’un assemblage REP (Réacteur à Eau Pressurisée) »
• « Développement d’outils de maillage de partitions de Voronoï pour le calcul de microstructures »
• « Implémentation dans Cast3M d’un modèle d’ajout de matière pour des applications d’impression 3D ou de soudage »
• « Optimisation topologique d’un composant de liaison détecteur/châssis »

En souhaitant vivement que les sujets de stage proposés trouvent écho auprès de vos étudiants.

• Livret complet

Proposition d’un sujet de stage à l’IRT SystemX « Critères semi-infinis en optimisation topologique » (28/03/2019)

Stage d’une durée de 6 mois environ qui se déroulera sur le site de l’IRT SystemX à Gif-sur-Yvette.

Missions

L’objectif de ce stage est de mettre en œuvre, de comparer et, dans un deuxième temps, de proposer des méthodes numériques pour la prise en compte de réponses semi-infinies (en particulier, le maximum du critère Von Mises) dans le cadre de l’optimisation topologique par la méthode des lignes de niveau. En particulier, le stagiaire sera chargé des missions suivantes :

• Se familiariser avec la littérature scientifique concernant d’une part l’optimisation topologique par la méthode de ligne de niveaux, et d’autre part la prise en compte de réponses semi-infinies (en particulier, le maximum du critère Von Mises) en optimisation de forme et topologique.
• Développer un démonstrateur logiciel pour mettre en œuvre des méthodes numériques issues (ou s’inspirant) de l’état de l’art académique et du savoir-faire des partenaires du projet.
• Traiter des cas d’applications académiques, analyser et comparer les résultats obtenus.

Profil recherché

Élève issu d’un M2 recherche en mathématiques appliquées ou d’une école d’ingénieur.

Votre formation ou votre expérience vous ont permis d’acquérir des connaissances solides en simulation numérique et calcul scientifique. Idéalement, vous possédez également une certaine familiarité avec un ou plusieurs des domaines suivants :

• Analyse numérique des EDP
• Éléments finis
• Lignes de niveaux
• Optimisation numérique
• Programmation scientifique
• Mécanique des structures

Vos aptitudes personnelles sont les suivantes :

• Capacités d’analyse, autonomie et esprit d’initiative.
• Capacité à rendre compte de l’avancement des travaux et à communiquer les résultats de manière synthétique, à l’écrit comme à l’oral.

Référence : STAGE_2019_TOP

Pour postuler : stages@irt-systemx.fr

Critères semi-infinis en optimisation topologique

Proposition d’un sujet de stage master à l’UTC « Stratégies de conception et d’optimisation de pièces composites thermoplastiques estempées » (13/02/2019)

Collaboration ONERA/CETIM Nantes/UTC

Entreprise :
Le CETIM est l’Institut technologique de référence en mécanique pour la France. Il a su passer de l’expertise technologique à une offre d’ingénierie à forte valeur ajoutée et ainsi plus que doubler son CA commercial en 10 ans. Le groupe Cetim représente aujourd’hui une activité économique de 135M€€ avec 1000 personnes en France et à l’étranger (Maroc, Malaisie).
Le pôle “ingénierie polymères et composites” du CETIM est basé au Technocampus Composites, centre de recherche multi-acteur contigüe à l’usine d’Airbus à Nantes. Il emploie environ 80 personnes qui travaillent à caractériser les matériaux et à accompagner les industriels dans leurs développements matériaux, conceptions et procédés.

Mission :
Pour se développer dans l’industrie, les matériaux composites doivent diminuer leurs coûts et augmenter leurs cadences. Dans ce contexte, le CETIM développe le procédé QSP, une chaîne de fabrication de pièces composites thermoplastique basée sur l’assemblage de préforme sur mesure, leur formage et leur surmoulage [1]. Pour aider à la diffusion de ce procédé, le CETIM collabore avec l’ONERA pour mettre au point une stratégie de conception spécifique, mais applicable à une grande diversité de problèmes mécaniques[2]. Partant d’un design initial de la pièce (et donc d’une forme initiale prédéfinie), cette stratégie consiste à trouver les distributions optimales de l’épaisseur et des orientations des fibres du matériau composite, puis à identifier les plis d’une préforme sur mesure réalisant au mieux ces distributions optimales. Cette méthodologie a été implémentée sous le nom de QSD dans le logiciel Optistruct d’Altair pour pouvoir être facilement utilisée en bureau d’étude.

A) Une première étape prioritaire consistera à fiabiliser la démarche de recherche des empilements les plus proche de la cible du 1er niveau. Différents enjeux sont identifiés pour cette étape notamment le parcours d’une base de données d’empilements dont la taille est à consolider, l’(in)dépendance des zones vis-à-vis du recouvrement, la détection de combinaison absurde.

B) Dans un second temps, un travail exploratoire consistera à évaluer les capacités d’optimisation topographique et topologique de manière séquentielle ou simultanée en fonction des caractéristiques des différents algorithmes utilisées par Optistruct. Ces travaux permettront de définir les futurs développements à intégrer à QSD pour permettre d’intégrer l’optimisation des formes plastiques et composites en parallèle de celle de l’orientation et de l’épaisseur du composite.

La méthode de conception sera utilisée sur des pièces en cours de développement ou de prototypage au CETIM.

Profil recherché :
BAC+5 de formation mécanique ou calcul numérique.
Le stage se déroulera dans les locaux de l’UTC à Compiègne. Opportunité de continuer sur le sujet à travers une thèse.
Le candidat sera motivé pour travailler au développement de méthode de calcul éléments finis, et capable d’analyser le sens physique des résultats produits. Il sera intégré dans une équipe de spécialiste des méthodes de calcul numérique (Piotr Breitkopf)
Une connaissance du comportement matériaux et/ou des procédés composites est un plus.

Poursuite en thèse possible
https://w3.onera.fr/formationparlarecherche/sites/w3.onera.fr.formationparlarecherche/files/mas-dmas-2018-14_0.pdf

[1] Lennart Wedhorn and Robert Ebeling. Quilted Stratum Process for High-performance CFRP Production. Lightweight Design worldwide, 10(1):50–55, 2017.
[2] F.X.Irisarri, T. Macquart, C.Julien, D.Espinassou. A novel design method for the fast and costeffective manufacture of composite parts employing the Quilted Stratum Process.Composites Part B: Engineering, 158(1):364-372, 2019.

Offre de stage Master 2 : « Simulation par éléments finis de la réponse de poteaux en béton armé confinés par des tissus composites soumis à des sollicitations complexes (monotones ou cycliques) », Institut Jean le Rond ∂’Alembert, IFSTTAR, Paris (16/01/2019)

Laboratoires d’accueil :
IFSTTART (Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l’Aménagement et des réseaux)
Institut Jean le Rond ∂’Alembert

Durée : 5 à 6 mois (début mars 2019)

Gratification : Oui, environ 550 € mensuels

Poursuite en thèse possible : Oui, dans le cadre de la même collaboration

Offre de stage

Offre de stage Master 2 : « Appui à l’interprétation du comportement de liaisons poutre-poteau en béton armé renforcées par diverses techniques innovantes », Institut Jean le Rond ∂’Alembert, IFSTTAR, Paris (16/01/2019)

Laboratoires d’accueil :
IFSTTART (Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l’Aménagement et des réseaux)
Institut Jean le Rond ∂’Alembert

Durée : 5 à 6 mois (début mars 2019)

Gratification : Oui, environ 550 € mensuels

Poursuite en thèse possible : Oui, dans le cadre de la même collaboration

Offre de stage

Offre de stage – Bac + 5 : « Modélisation multi-échelle et multi-physique du contact frottant :  vers une prédiction des situations de crissement en freinage », Laboratoire LaMcube, Lille (16/01/2019)

Equipe d’encadrement : V. Magnier & P. Dufrénoy

Laboratoire et équipe de recherche:
Le stage se déroulera au sein de l’équipe de recherche « µfrein» du Laboratoire LaMcube (http://lamcube.univ-lille.fr/fr/).

Mot clés : Simulation numérique ; Modélisation multi-échelle ; Matériaux hétérogènes ; Interface de contact ; Usure

Contexte:
Dans les applications « freinage », les matériaux de friction utilisés sont hétérogènes et les sollicitations exercées entraînent la formation d’une couche d’interface, appelée 3ème corps, issue des débris d’usure. Ce dernier joue un rôle prépondérant dans les phénomènes de frottement influençant les performances du système (énergétiques, nuisance sonore, taux d’usure…) et l’environnement (rejet de particules).
Les approches actuelles considèrent ces matériaux comme homogènes et l’interface comme continue. Depuis quelques années, au sein de l’enjeu « µfrein », des études sont menées sur ces problématiques avec une démarche numérique dans un cadre multi-échelle et multi-physique où l’hétérogénéité des matériaux et de la surface est considérée. Cette démarche s’effectue en collaboration avec les expérimentateurs permettant d’avoir une vision générale du problème ce qui constitue une originalité mondiale.

Sujet :
Au jour d’aujourd’hui, la gestion de l’interface (plateaux, rugosité, gradient de propriétés etc.) a été appréhendée et résolue au sein d’un système complet de freinage (automobile).
L’objectif de ce stage est de poursuivre les développements en cours en étant encore plus réaliste. Plus précisément, les surfaces jusqu’alors introduites dans les modèles, sont générées numériquement. On propose comme première action, de prendre en main les outils développés en intégrant des surfaces réelles de contact issues de données expérimentales, dans l’approche multi-échelle proposée. Une application aux vibrations induites par frottement sera réalisée, grâce à un calcul de stabilité autour de la position d’équilibre statique sous contact. Ceci permet d’appréhender les risques d’occurrence du crissement qui pourront être également confrontées avec l’expérience. Il s’agit in fine d’appréhender les paramètres de contact favorables au crissement, tels que constatés expérimentalement.
Ce sujet pourrait faire l’objet d’une poursuite en thèse.
Rémunération : ~600€/mois

Profil recherché :
Le/la candidat/e, ayant un cursus en mécanique, doit avoir des bases solides en mécanique, matériaux et en simulation numérique. Il/elle doit avoir un goût prononcé pour la simulation numérique.

Contact :
Si vous êtes intéressés, merci d’envoyer une lettre de motivation, un CV et votre relevé de notes de votre 5ème année à Vincent Magnier à cette adresse mail : vincent.magnier@polytech-lille.fr

 

Offre de stage Master 2 : « Étude numérique de l’influence de la variabilité d’une microstructure fibreuse sur sa perméabilité », Sigma-Clermont, Clermont-Ferrand (09/11/2018)

Durée : 6 mois (typiquement de mi-mars à mi-septembre 2019)
Contacts : Cécile Mattrand cecile.mattrand@sigma-clermont.fr, Julien Bruchon bruchon@emse.fr
Contexte :
Les matériaux composites considérés ici résultent de l’assemblage d’une résine et de fibres longues, naturelles ou synthétiques. Simuler l’élaboration de tels matériaux, nécessite donc de simuler l’écoulement d’une résine dans un milieu fibreux. Lorsque le domaine de calcul a une taille caractéristique de quelques fibres, les équations de Stokes permettent de décrire « finement » cet écoulement dans la microstructure considérée. Cependant, pour prendre en compte la pièce élaborée dans sa globalité, il est nécessaire de se placer à une échelle dite macroscopique. Le matériau est alors vu comme un matériau homogène équivalent, caractérisé par une fraction volumique de fibres et un tenseur de perméabilité. L’écoulement de la résine est alors donné par l’équation de Darcy. La perméabilité, qui rend compte de la capacité du milieu à se laisser traverser par un fluide, dépend de la microstructure. Elle peut être mesurée expérimentalement ou, comme dans ce stage, calculée numériquement en considérant des écoulements à l’échelle des fibres. Nous proposons ainsi d’étudier la dépendance de la perméabilité calculée à la forme des fibres mais aussi à leur distribution spatiale, autrement dit, la dépendance à la variabilité de la microstructure.

Ce stage est issu d’une collaboration entre L’École des Mines de Saint-Étienne (EMSE) et Sigma-Clermont. L’équipe Mécanique et Procédés d’Élaboration directe (MPE) de l’EMSE travaille, notamment en partenariat avec la société Hexcel, sur la simulation (par éléments finis) de l’élaboration de composites structuraux pour l’aéronautique à différentes échelles spatiales. Des chercheurs de Sigma-Clermont développent une activité de recherche en modélisation numérique de microstructures au laboratoire Institut Pascal (thème Matériaux Innovants (Mat Inn) de l’axe Mécanique, Génie Mécanique, Génie Civil, Génie Industriel (M3G)). Il s’agit de prendre en compte les paramètres morphologiques des phases en présence (par exemple taille et géométrie des fibres) ainsi que leurs variabilités. Les premières applications de ces travaux ont porté sur des matériaux composites à fibres naturelles (fibres de lin).

Contenu et déroulement du stage :
Ce stage fait suite à un premier travail de chaînage, via un script Python, entre les fichiers contenant une discrétisation des contours des fibres, la génération du maillage de la microstructure, l’exécution du code éléments finis avec la mise en données adéquate, le post-traitement du calcul de la perméabilité. L’étudiant devra donc d’abord prendre ce chaînage en main, et l’améliorer si nécessaire. Parallèlement, une revue bibliographique devra être faite sur le calcul numérique de perméabilité et les différentes lois, analytiques ou phénoménologiques, reliant perméabilité et descripteurs morphologiques. Il s’agira ensuite de se positionner par rapport à cette littérature (quels résultats retrouve-t-on?), puis de mener une étude sur l’effet de la distribution spatiale des fibres sur la perméabilité, en particulier dans le cas des fibres naturelles à contour irrégulier.

Profil du candidat : niveau master 2. Spécialités mécanique, modélisation et simulation (éléments finis), mathématiques appliquées. Connaissances en C++ et/ou Python recommandées.

Lieu du stage : Sigma-Clermont, Clermont-Ferrand.
Financement : 500€ / mois.
Comment candidater ? Adresser une lettre de motivation ainsi qu’un CV aux contacts mentionnés ci-dessus.

Sujet du stage

Offre de stage Master 2 : « Développement de la Méthode des Eléments Discrets pour la prise en compte de la variabilité dans la simulation 3D des composites à fibre naturelle », Laboratoire des Technologies Innovantes (LTI), Saint-Quentin (31/10/2018)

Début : Février 2019
Durée : 4 – 6 mois
Lieu : Université de Picardie Jules Verne, Laboratoire des Technologies Innovantes (LTI), EA 3899 Equipe MIM. 48 Rue d’Ostende, 02100 Saint-Quentin
Encadrants : Dounia Moukadiri (Doctorante – UPJV/UTC), Willy Leclerc (MdC – UPJV)
Indemnité : Financement région Hauts-de-France & FEDER | Projet de recherche VARIATION | Taux horaire en vigueur : 3,75 €/heure

Contexte
Ce travail est dans le cadre du projet VARIATION, financé par la région Hauts-de-France et le FEDER, en collaboration entre l’Université de Picardie Jules Verne (UPJV) et l’Université de Technologie de Compiègne (UTC). L’objectif de ce projet est de promouvoir la production en masse des composites renforcés par des fibres naturelles, notamment la fibre de lin, et de contrôler leurs performances mécaniques à l’échelle macroscopique. Pour cela, en parallèle avec la caractérisation expérimentale du matériau, des outils numériques de prédiction sont mis en place. Ces outils sont basés sur la Méthode des Éléments Discrets (MED), qui a été proposée par Cundall [2] au début des années 1980. Depuis, cette méthode a été développée et implémentée dans différents domaines, notamment dans la modélisation des milieux continus complexes comme les composites, et la simulation de leur endommagement [5]. La MED a également été couplée avec d’autres approches continues, notamment la méthode des éléments finis, pour répondre à des besoins spécifiques [1]. Basé sur la MED, le code MULTICOR3D++ a été développé au sein de l’équipe Mécanique et Ingénierie des Matériaux (MIM) du LTI. Ce code développé en C++ permet de modéliser un matériau continu par un empilement de particules cohésives. Le contact entre chaque paire de particules est modélisé par une poutre de type Euler-Bernoulli. Ainsi, le code permet d’étudier le comportement mécanique d’un motif représentatif, généralement cubique, décrivant les propriétés du matériau.

Missions du stagiaire
Dans un premier temps, le stagiaire devra s’imprégner de la MED et du modèle de cohésion de type poutre introduit lors de précédents travaux [1] [4]. Il sera également amené à prendre en main le code MULTICOR3D++. Dans un second temps, le stagiaire devra mettre en place des outils de modélisation permettant de déterminer les champs de déformations au sein du composite, et d’évaluer l’influence de la variabilité locale sur le comportement mécanique macroscopique du matériau [3]. Enfin, le travail pourra s’élargir à la modélisation de l’endommagement et la fissuration au sein du composite. Les avancées en modélisation mécanique et simulation numérique de notre équipe de recherche constituent un état de l’art suffisamment étendu et présentent une garantie quant à la maitrise des outils numériques déjà mis au point.

Profil requis
Etudiant bac+5 (Master / 3ème année du cycle d’ingénieur) avec un profil mécanique et/ou matériaux.
Autonome, méthodique, rigoureux, ayant l’esprit d’équipe, des capacités d’analyse et de synthèse, ainsi que motivé de travailler dans le cadre d’un projet de recherche.
Des connaissances en mécanique du solide, méthodes numériques, et de bonnes aptitudes à la rédaction sont exigées.
Une première expérience en développement numérique (C++) serait appréciée.

Références
[1] H. Haddad. Couplage MED-MEF : Modélisation numérique du transfert thermique dans les interfaces de contact. Thèse de doctorat, UPJV, Amiens, 2013
[2] P. Cundall and O. Strack, Discrete numerical model for granular assemblies, Géotechnique, 29,47-65,1979.
[3] Q.Yin, F. Druesne, and P. Lardeur, The CGSM for static analysis of multilayered composite plates with variability of material and physical properties. Composite Structures, 140, 360-368, 2016.
[4] W. Leclerc, Discrete Element Method to simulate the elastic behavior of 3D heterogeneous continuous media. International Journal of Solids and Structures, 86-102, 2017
[5] W. Leclerc, H. Haddad and M. Guessasma, On the suitability of a discrete element method to simulate cracks initiation and propagation in heterogeneous media, International Journal of Solids and Structures, 108, 98-114, 2017.

Contacts
Willy Leclerc, willy.leclerc@u-picardie.fr
Dounia Moukadiri, dounia.moukadiri@u-picardie.fr

Offre de Stage

Stage pré-thèse : Solveurs linéaires scalables en géomécanique EDF R&D, Paris-Saclay (25/10/2018)

SCALABLE LINEAR SOLVERS FOR GEOMECHANICS

Context
The Electrotechnics and Mechanics Department of EDF R&D has been developing computational software for mechanical and electrotechnical researches for more than twenty years. Its most impacted software, code_aster, is an open source finite element solver and is distributed within the Salome_Meca platform (www.code-aster.org).
The background of the internship is the modeling of thermo-hydro-mechanical problems (THM), which describe the behavior of a soil, represented as a porous medium within which evolves a weakly compressible fluid. This is the Biot’s consolidation problem or poro-elasticity problem [1, 2]. This framework is used for instance for studying dams in their environment and the storage of nuclear wastes in the underground.

Goals
Important work has been done on iterative solvers for structural mechanics over the past years. The ability of multigrid methods to solve in a scalable manner standard mechanical problems (not involving Lagrange multipliers i.e. resulting in symmetric positive definite systems) was notably highlighted [3]. However, in the case of the Biot’s problem, the linear systems to be solved are not definite positive.
Preliminary work has been carried out in EDF R&D on a simplified version of these equations, involving mechanics of solids, hydraulics and thermics. The method developed in code_aster intensely exploits a
multigrid algorithm in a block preconditioning algorithm. Numerical results on a model problem and more realistic problems reflect the good performance of the proposed preconditioner.
The main goal of the internship consists in extending the approach to the use of a regularization technique which is often mandatory to gain robustness, while introducing new degrees of freedom [4]. The efficiency of the method will be evaluated
on large scale industrial problems.

The internship shall result in a PhD of 3 years with EDF R&D.

Required Educational Background

• Master 2 in applied mathematics or scientific computing
• Knowledge in Mechanics
• Skills: linear algebra, finite element software, C and Fortran, Linux

Practicalities

• Duration: 6 months
• Location: EDF R&D, Saclay in Paris south suburb
• Salary net per month: from 700 to 1000€
• Contact : Nicolas Tardieu – Research engineer
  nicolas.tardieu@edf.fr / +33 1 78 19 37 49
  EDF Lab Clamart / Département ERMES
  7 Boulevard Gaspard Monge, 91120 Palaiseau

References
[1] General Theory of Three-Dimensional Consolidation – Maurice Biot, Journal of Applied Physics, 12(2), Pages 155-164, February 1941
[2] Poromechanics – Olivier Coussy, Wiley, 2004
[3] Multigrid Methods – Stephen F. McCormick, Society for Industrial and Applied Mathematics, January 1987
[4] A simplified second gradient model for dilatant materials: Theory and numerical implementation – Roméo Fernandes, Clément Chavant, René Chambon, International Journal of Solids and Structures, Volume 45, Issue 20, 1 October 2008, Pages 5289-5307

Offre de stage

Offre de Stage 3A : Mesure de poids et Correction de frottements de poulie – Effet non linéaire (22/03/2018)

Contexte de l’entreprise
Excellence Logging (ExLog) est une entreprise de Surface Data Logging établie au Royaume – Uni dont le département R&D est basé en France à Colombes (92). E lle intervient principalement sur les puits pétroliers ou géothermiques, en récoltant des données au cours des différentes opérations de forage. Son objectif est alors de t raiter et d’analyser le plus finement possible ces données afin de s’assurer du bon déroulement des opérations (analyses de gaz/roches, etc.) et de détecter le moindre problème pendant le forage (stabilité du puits, comportement et conditions du train de t iges, état d’usure de l’outil de forage, etc.).

L’un des enjeux majeurs d’Excellence Logging est de s’assurer que le forage s’effectue dans des conditions optimales, ce qui passe entre autres par la détermination des efforts qui s’exercent sur l’outil en f ond de puits. Afin d’estimer ces efforts à l’outil, s eules des mesures d’efforts en surface sont disponibles, mesures qui sont malheureusement perturbées par diverses sources de frottements. L’objectif de ce stage sera de s’intéresser plus particulièrement aux frottements interférant sur la mesure en surface du poids du train de tiges.

Organisation du stage et compétences
Le stage s’articulera autour de trois axes principaux :

1. Une analyse bibliographique des connaissances existant es sur le sujet, incluant l’étude des travaux déjà réalisés sur le nouveau modèle de frottement ;
2. Une étude théorique basée sur la modélisation des frottements par éléments finis dans le système câble/poulie/axe, où le câble est soumis à des tensions variables (Abaqu s, etc.) ;
3. Une étude expérimentale des frottements à l’aide d u banc d’essais existant.

D’une durée de 6 mois, le stage se déroulera alternativement chez Excellence Logging France à Colombes et au Laboratoire de Mécanique et d’Acoustique (LMA) à Marseille en fonction des besoins. Le stagiaire devra manifester des compétences en mécanique des milieux continus et en calcul par éléments finis. Il devra également montrer des capacités expérimentales, de l’initiative, de l’autonomie, et un goût pour le travail en équipe.

Contacts
Excellence Logging (Colombes) : M. Jacques LESSI, Directeur scientifique, Mail : jlessi@exlog.com
Laboratoire de Mécanique et d’ Acoustique (Marseille) : M. Iulian ROSU, Ingénieur de Recherche, Mail : rosu@lma.cnrs-mrs.fr

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Offre de stage M2 : LMSSC, CNAM Paris, France (07/03/2018)

” Mise en œuvre d’optimisation paramétrique globale par métamodèles à gradients au sein du logiciel Minamo “

L. Laurent¹, C. Blanzé¹, T. Benamara², C. Sainvitu^2
1 LMSSC, Conservatoire National des Arts et Métiers, case 2D6R10, 2 rue Conté, 75003 Paris, France
² CENAERO Eole Building, Rue des Fréres Wright 29, 6041 Gosselies, Belgique

Mots clés : optimisation, métamodèles à gradients, mécanique des structures

Fort de nombreux développements depuis de nombreuses années, l’optimisation prend une place de plus en plus marquée au sein des bureaux d’études. En effet, la réduction des temps de calcul liée à l’augmentation des performances des ordinateurs et des logiciels de calcul a permis d’intégrer l’optimisation au sein des boucles de conception et d’assister l’ingénieur dans la recherche de solutions optimales. C’est en partie dans ce contexte que la société Cenaero développe et commercialise entre autres des outils d’optimisation pour l’industrie [1].
Bien que des méthodes d’optimisation employant les gradients de la fonction objectif existent, les difficultés liées à l’obtention des gradients ont malheureusement conduit à un usage très limité de ces approches dans un contexte industriel. Néanmoins, on contaste depuis une dizaine d’années l’émergence de nouvelles stratégies de calcul permettant l’obtention de gradients de qualité suffisante en un temps de calcul acceptable.
L’obtention d’optimum(s) global(ux) par le biais de stratégies « classiques » (approches méta-heuristiques de type essaims particulaires par exemple) nécessite, cependant, un nombre d’appels au solveur très important engendrant un temps de calcul incompatible avec le processus de conception. C’est pourquoi des modèles de substitution [2] (aussi appelés métamodèles) sont couramment employés. Il permettent de fournir des valeurs approchées de la fonction objectif à partir d’un nombre très limité de valeurs « exactes » du solveur.
Ce stage propose de se concentrer sur la mise en oeuvre de métamodèles à gradients [3, 4] (de type krigeage et/ou RBF) dans le contexte de l’optimisation globale avec et sans contrainte. Un démonstrateur logiciel sera développé en partenariat avec Cenaero. Ce dernier aura la capacité de s’interconnecter avec le logiciel Minamo [5] développé par Cenaero. Le stage se déroulera selon les phases suivantes :

• réalisation d’une bibliographie sur l’emploi de métamodèles pour l’optimisation paramétrique et sur les métamodèles à gradients ;
• réalisation d’un logiciel de construction de métamodèle sans et avec gradients en langage Python ou Matlab ;
• mesure des performances d’approximation liées à la prise en compte des gradients ;
• mise en oeuvre d’optimisations paramétriques avec et sans contrainte(s) à l’aide du logiciel Minamo et analyse des performances à l’aide de fonctions analytiques ;
• traitement d’un cas test d’optimisation paramétrique globale basé sur un problème mécanique.

Lieu du stage : LMSSC, CNAM Paris (2 rue Conté, 75003 Paris)
Durée : 6 mois
Profil candidat : BAC+5 (Master 2, Ingénieur mécanique…), goût marqué pour les méthodes numériques et la programmation, maîtrise de Matlab ou Python (numpy, scipy)
Date de début : mai-juin 2018
Rémunération : rémunération de stage standard (environ 550 €)
Contacts : luc.laurent@lecnam.net (01 58 80 85 80)

Références :
[1] Cenaero website http://www.cenaero.be.
[2] Jerome Sacks, William J. Welch, Toby J. Mitchell, and Henry P. Wynn. Design and analysis of computer experiments. Statistical Science, 4(4) :pp. 409–423, 1989.
[3] L. Laurent, P. A. Boucard, and B. Soulier. Generation of a cokriging metamodel using a multiparametric strategy. Computational Mechanics, 51 (2) :151–169, 2013.
[4] Luc Laurent, Rodolphe Le Riche, Bruno Soulier, and Pierre-Alain Boucard. An overview of gradient-enhanced metamodels with applications. Archives of Computational Methods in Engineering, Jul 2017.
[5] Cenaero. Multidisciplinary design optimization with minamo http://cms.horus.be/files/99936/MediaArchive/pdf/Minamo_folder.pdf.

Sujet de stage

Offre de stage Master / Ecole d’ingénieur : Mines Saint Etienne, France (02/02/2018)

FORMATION SOUHAITEE : Master / Ecole d’ingénieur
ECOLE SOUHAITEE (facultatif) : Centrale/Mines/Matmeca
NIVEAU D’ETUDES EN COURS : BAC + 5
SPECIALITE (facultatif): Numérique ; Modélisation EF ; programmation Autres : Mécanique des fluides
DEFINITION DU SUJET : Développement d’un outil de simulation d’écoulement chargé à l’échelle mésoscopique

• Ecoulement de (Navier-)Stokes, Brinkman
• Advection/diffusion de charges
• Filtration de charges

Le prototype numérique sera réalisé dans un l’environnement de résolution éléments finis Zset/Zebulon (Onera/Armines). Pour ce faire, le stage financé et suivi par Safran Ceramics sera physiquement localisé à MINES Saint Etienne pour bénéficier des meilleurs supports et compétences disponibles.

Sujet du stage

Sujet de stage Master 2 : Université de Tours, France (24/01/2018)

Master 2 Internship offer on “Nano-indentation modeling of an elastomer at various temperatures”

One Master 2 internship offer is available in the Elastomer Research Center (Cermel), in the Mechanics, Materials & Processes team of the LaMé laboratory (EA 7494), in the Polytechnic School of the University of Tours in France.

Internship description
The global mechanical behavior of an elastomer is quite complex. It has a non linear response in large strains while dissipating energy with a strong dependency to strain rate, temperature and environment. This makes it difficult to model due to a large number of involved parameters.

The proposed subject will aim to study the local behavior by nano-indentation of one elastomer versus its temperature. The main objective of this internship is to model the nano-indentation process with prescribed high temperatures by finite element method in order to latter build a reduced-order model for material properties identification purposes. The M2 student is expected to carry out theoretical and also experimental work for comparison and validation of the numerical model.

The internship will last 6 months. The candidate will join a dynamic research team with a research focus on elastomers. Good teamwork and communication skills are essential. The applicant should be fluent in English (spoken and written), familiar with writing reports and giving presentations in English.

Motivated and ambitious students with excellent grades and the following backgrounds or experiences are encouraged to apply:

• Bachelor of Science in engineering, math or physics;
• Computer programming, finite elements, applied mechanics;
• Instrumented indentation, AFM, SEM, EBSD.

Duration: 25 weeks; Incomes: about 500€/month.

Contact
For further details or application, please contact Guenhael Le Quilliec and Florian Lacroix, e-mail: elastomer.internship2018@univ-tours.fr
Applications with a cover letter, CV and a reference letter should be submitted electronically.
Any other document you consider relevant may also be submitted.

Internship description

Sujet de stage Master 2 ou Ingénieur : Université de Nantes/Centrale Nantes (16/01/2018)

« Quantification des incertitudes pour la simulation de crashs »

Mots clés : Quantification d’incertitudes, Approximation en grande dimension, Apprentissage statistique, Réseaux de neurones profonds.

Contexte
Dans ce stage réalisé en partenariat avec PSA Peugeot Citroën, on s’intéresse à la robustesse des modèles numériques pour la prédiction de la réponse d’un véhicule à un choc. Ces modèles basés sur les approximations éléments finis sont par nature non linéaires (contact, frottement, grandes déformations) voire instables (flambage, rupture). La réponse de ces modèles numériques présente généralement des écarts par rapport aux réponses mesurées lors d’essais expérimentaux et ce en raison de différents facteurs : incertitudes sur la modélisation (modèle de comportement des matériaux, modèle plaque/coque/poutre etc), incertitudes sur les paramètres de la modélisation choisie (paramètres matériaux, données géométriques etc), erreurs d’approximation numérique sur la modélisation.
Il s’agit dans ce contexte de disposer de modèles prédictifs qui soient corrélés avec les essais expérimentaux en prenant en compte la variabilité des paramètres d’entrée du modèle. La non-linéarité forte des modèles induit une complexité et un coût de calcul du modèle numérique associé qui ne permettent de disposer que d’un nombre limité d’essais numériques. Il est donc nécessaire de s’appuyer sur des approximations des variables d’intérêt extraites des essais numériques (appels à un code de calcul) pour effectuer une étude des incertitudes. De plus les simulations de crash impliquent de nombreuses variables d’entrée. L’objectif du stage est donc de construire un modèle prédictif de variables d’intérêt prenant en compte la variabilité de nombreux paramètres d’entrée du code de calcul en utilisant des méthodes d’apprentissage statistique avec un budget limité.

Objectifs du stage
Il s’agira dans un premier temps d’estimer les lois d’entrée du modèle en grande dimension. Dans le cas où les variables d’entrée sont indépendantes, des méthodes standards (e.g., méthodes à noyau) peuvent être suffisantes pour l’estimation des lois, mais la tâche s’avère plus difficile dans le cas où il y a des dépendances entre les variables et des méthodes alternatives seront développées dans ce contexte. Des méthodes d’apprentissage statistique seront ensuite mises en oeuvre pour la construction d’approximations de faible rang des variables d’intérêt à partir d’un faible nombre d’échantillons (appels au code de calcul). Ces approximations de rang faible s’assimilent à des réseaux de neurones profonds (deep networks) avec une architecture particulière.
Ce stage pourra se poursuivre en thèse.

Compétences requises
Le candidat est en formation M2 ou dernière année d’école d’ingénieur, avec une spécialisation en mathématiques appliquées ou mécanique numérique. De solides compétences sont attendues en apprentissage statistique ou en calcul scientifique. Le candidat contribuera au développement d’outils dans l’environnement Matlab. Un goût prononcé pour les méthodes numériques et la programmation est fortement recommandée.

Modalités
Durée : 4 à 6 mois à partir du printemps 2018. Poursuite en thèse possible.
Lieu du stage : Nantes
Stage rémunéré : oui
Contacts
Mathilde Chevreuil (Université de Nantes, GeM) : mathilde.chevreuil@univ-nantes.fr
Anthony Nouy (Centrale Nantes, LMJL) : anthony.nouy@ec-nantes.fr
Malek Zarroug (PSA Peugeot Citroën) : malek.zarroug@mpsa.com
Description de l’offre

Sujet de stage Master 2 : École des Mines de Saint-Étienne, Saint-Étienne (20/11/2017)

Contact : Julien Bruchon (bruchon@emse.fr), Cécile Mattrand (cecile.mattrand@sigma-clermont.fr)
Profil du candidat : Niveau master 2. Spécialités mécanique, modélisation et simulation (éléments finis), mathématiques appliquées.
Lieu du stage : École des Mines de Saint-Étienne, Saint-Étienne.
Financement : 500€ / mois.

Sujet du stage