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La semaine de Jean-François Prevéraud

Simulation numérique : pourquoi et comment travailler avec l'Université

Industrie et  Technologies
La commission Simulation Numérique de Micado vient de faire une réunion sur les transferts de technologies entre la recherche, les industriels et les éditeurs de logiciels. L'occasion d'écouter et de comprendre les différents points de vue à travers quelq


La commission Simulation Numérique de Micado organise régulièrement des tables rondes sur les grands sujets de réflexion concernant son champ d'application. Elle a ainsi choisi d'aborder cette semaine le transfert de technologie en simulation numérique entre la recherche universitaire, les industriels utilisateurs et les éditeurs de logiciels.

Cette matinée s'articulait autour de trois présentations : l'ARTS est venu exposer le point de vue universitaire ; ESI Group celui d'un éditeur de logiciel ; Schneider-Electric celui d'un industriel fortement impliqué dans cette démarche de transfert.

Le point de vue d'un universitaire

L'ARTS est l'Association de Recherche Technologies et Sciences. C'est un Institut Carnot qui remplace le Ceram, société chargée de valoriser la R&D menée à l'école des Arts et Métiers Paris Tech. « Les instituts Carnot sont des structures labellisées par le Ministère de la recherche qui ont pour mission de conduire des activités de recherche partenariale, et qui doivent s'engager à les professionnaliser et à les développer », explique Joachim Rams, directeur de l'ARTS. Il existe en France 33 instituts Carnot regroupant 13 000 chercheurs et 7 000 doctorants, pour un budget global de 1 300 M€. L'ARTS représente quant à lui 23 laboratoires, travaillant essentiellement autour du génie mécanique, énergétique et industriel, qui regroupent 600 chercheurs pour un chiffre d'affaires de 12 M€.

Joachim Rams a exposé comment l'ARTS pouvait mener des projets de R&D avec des industriels. Selon le projet, différents contextes de partenariats peuvent être mis en œuvre :

  • - Travaux de recherche et développements réalisés directement par les équipes d'enseignants et chercheurs de l'ARTS ; 
  • - Travaux dans le cadre de thèses de doctorat encadrées par un Laboratoire ; 
  • - Projets de R&D associant des élèves ingénieurs (projets métier en 2e année de scolarité, projets d'expertise en année terminale, masters de recherche).

Un contrat est établi avec l'industriel. Il fixe les modalités de réalisation des travaux et les conditions d'exploitation des résultats et comporte notamment des clauses :

  • - de confidentialité portant sur des informations échangées entre les parties pour des besoins de l'étude et sur les résultats de l'étude ; 
  • - de propriété intellectuelle et  industrielle qui dépendent de la part de financement apporté par l'entreprise et de l'acquis antérieur de l'ARTS ; 
  • - d'exploitation des résultats.
Philipe Lorong, directeur du LMSP (Laboratoire de Modélisation de Structure et Procédés de Arts et Métiers Paris Tech), a ensuite tenu à pointer les spécificités de la R&D autour du logiciel. « Un laboratoire travaille sur des approches et des méthodologies nouvelles, et il "écrit" des logiciels pour en montrer la pertinence et la faisabilité. Il s'agit donc d'un produit dérivé de son savoir-faire, généralement mal structuré et peu documenté du fait du manque de moyens et de temps. Le plus souvent, il n'existe pas de structure opérationnelle capable d'en garantir de manière pérenne la portabilité, la maintenance et le support technique. Mais ces logiciels sont indispensables pour pérenniser le caractère incrémental de nos recherches et asseoir de manière numérique le savoir-faire de nos laboratoires en leur apportant une visibilité et une ouverture vers le monde ».

Il a insisté sur la nécessité de mettre en place des partenariats qui assurent la pérennité des relations et développements, à la fois pour les laboratoires, les entreprises utilisatrices et les éditeurs impliqués. Ce qui suppose une bonne compréhension réciproque de la propriété intellectuelle et des résultats d'exploitation. Il a aussi évoqué les montagnes de savoirs qui existent dans les thèses qui sommeillent dans les laboratoires. Comment valoriser leur potentiel ?

Dans la salle, Christophe Durant d'EDF a insisté sur le besoin de faire vivre les développements ainsi réalisés. « Nous avons mis notre plate-forme de calcul Code_Aster en Open Source voici 8 ans. Mais il a fallu que nous en assurions intégralement l'animation pendant plusieurs années. Il existe maintenant une véritable communauté qui l'a pris en main et qui l'utilise pour des besoins qui ne sont pas les nôtres comme la simulation des matériaux composites. Comment alors intégrer ces développements dans le code source ? S'ils sont génériques et qu'ils respectent les règles de développement de notre atelier de génie logiciel pas de problème. S'ils sont très orientés métier, nous ne les intégrons que s'ils ont un réel intérêt pour les besoins d'EDF. A moins que d'autres structures veuillent en assurer la maintenance. C'est par exemple ce qui se passe avec l'IFP pour certains développements ».

Le point de vue d'un éditeur

Daniel Fougère est venu ensuite exposer l'expérience d'ESI Group pour passer des équations différentielles à une interface homme/machine intuitive. « Pour nous un logiciel doit répondre aux besoins d'un secteur industriel et non pas être un développement spécifique pour un client. Il faut donc que les industriels se regroupent s'organisent au niveau de leurs instances professionnelles pour demander des développements génériques. C'est ce qui se fait en Allemagne à travers les Fraunhofer Instituts qui ne travaillent qu'avec des consortiums ».

Pour cet éditeur, un logiciel doit être prédictif dans son domaine d'utilisation, robuste et rapide à mettre en œuvre, intégré dans une chaîne de conception et donner des résultats compatibles avec la durée des projets.

« Nous travaillons aujourd'hui directement avec une dizaine d'universités dans le monde sur de multiples sujets (Biomécanique ; Crash ; Composites ; Fonderie ; Mécanique des fluides ; Electromagnétisme...). Des universités qui sont en relation elles-mêmes avec plus d'une centaine de laboratoires ». Sur le choix des partenaires, il insiste sur leurs compétences reconnues, leur préconisation par des clients industriels, leur appartenance à des programmes de recherche, et sur l'historique de collaboration avec ESI. Des critères qui sont de toute manière validés par le comité scientifique de l'éditeur, qui oriente sa stratégie d'innovation et d'investissement dans le domaine scientifique.

Daniel Fougère a ensuite présenté un certain nombre de partenariats en cours dans les domaines du traitement thermique et du soudage, de l'emboutissage et de l'acoustique. Ainsi les résultats d'une thèse en cours avec l'Ecole Nationale d'Ingénieurs de Saint-Étienne (ENISE) sur le soudage par friction seront intégrés dans SysWeld dès 2009. De même, des développements en cours dans une thèse menée à l'INSA-Lamcos avec PSA sur le retour élastique, seront intégrés dans PAM-Stamp, tout comme les résultats du projet EMOA sur l'emboutissage/sertissage des ouvrants automobiles qui regroupe une douzaine d'industriels.

« La pérennité des savoir-faire ne peut être garantie que si les développements sont intégrés dans un logiciel commercial. Par contre, il faut effectivement en protéger la propriété intellectuelle, cela peut par exemple passer par une période d'utilisation exclusive aux profits des partenaires, puis par le versement de redevances. Mais dans tous les cas si la méthodologie est rendue publique, les données restent privées. Et l'expérience montre que ce sont elles qui font toute la valeur d'un logiciel ».

Ce qui fait dire à Frédéric Wurtz du CNRS Laboratoire G2Elab : « Il faut que les industriels comprennent que si le savoir-faire se retrouve dans le logiciel, la vraie propriété intellectuelle est dans les données et c'est cela qu'il faut qu'ils protègent. L'Open Source peut donc être pour eux un bon moyen de se protéger car il découple les contributions ».

José Faivre d'IBM estime quant à lui que le rôle des éditeurs/intégrateurs est surtout de se focaliser sur l'industrialisation des logiciels, notamment en ce qui concerne la qualité des développements.

Le point de vue d'un industriel

C'est Thai Phuong Do, une jeune thésarde, qui est venue exposer l'expérience de Schneider-Electric dans le domaine du transfert de technologie autour du logiciel RelucTool, qui assure le pré-dimensionnement des actionneurs et des capteurs.

Il sert à déterminer le schéma réluctant des systèmes électromagnétiques en tenant compte des composantes électriques, magnétiques et mécaniques des appareils. Il s'agit d'un outil métier qui est à la disposition des concepteurs "mécatronique" et des gestionnaires techniques, qui apporte une unicité de méthodologie de travail ainsi qu'une capitalisation des expériences à travers une bibliothèque de composants.

« Pour mettre à la disposition des utilisateurs un outil simple et pertinent, utilisable après deux heures de formation, il a fallu intégrer des compétences techniques spécifiques, avancées et novatrices, (formulations, modèles physiques, optimisation...) qui n'étaient pas disponibles dans un outil du commerce. D'où notre besoin d'échange avec des partenaires universitaires ».

Des partenaires que Schneider-Electric connaît bien, puisqu'il s'agit des laboratoires grenoblois G2Elab et Ampère, avec lesquels il travaille de longue date. « Nous sommes en phase avec leurs axes de recherche, qui vont ainsi déboucher "In Fine" sur des applications industrielles, et nous participons au financement de leurs travaux ».

Au final RelucTool sera le fruit de deux thèses Cifre. Celle de Bernard Du-Peloux, menée de 2003 à 2006 au G2Elab, a permis de traiter les aspects statiques du pré-dimensionnement, alors que celle de Thai Phuong Do, qui se déroule de 2007 à 2010 dans les deux laboratoires, aborde les aspects dynamiques.
Au final, G2Elab sera propriétaire du logiciel, le laboratoire Ampère sera propriétaire des bases de données matériaux et Schneider-Electric aura l'exclusivité d'exploitation pendant 3 ans à la fin de la seconde thèse.

Au niveau du montage financier, l'ANRT accorde une subvention de 10 % du montant global du projet, Schneider-Electric finançant les travaux de recherche dans les laboratoires et les salaires des doctorants.

Eric Morin, de la direction de l'innovation de Schneider-Electric, insiste quant à lui sur les critères importants à prendre en compte pour passer d'un outil de recherche à un outil industriel. « Il faut déjà assurer une bonne communication entre les différents intervenants. De plus, il faut impliquer dès le début de la thèse des "supers-utilisateurs" qui valideront les bien-fondés techniques, à travers des cas test, puis valideront les prototypes, spécifieront l'interface utilisateur, superviseront le pré-déploiement des versions en aidant au déboggage, puis définiront les évolutions à venir ». 4 supers-utilisateurs sont ainsi venus épauler les 4 enseignants/chercheurs et les 3 développeurs impliqués dans ce projet.

Il estime même : « la valeur d'un tel outil est tout autant dans les utilisateurs que dans les experts qui ont participé à son développement ».

Pour l'industrialisation de ce logiciel, Schneider-Electric a décidé de faire appel à l'un de ses partenaires de son écosystème grenoblois, le groupe Cedrat. C'est lui qui va apporter la pérennité à la solution en assurant la maintenance, le support, les formations, la mise en place des évolutions...

Au final c'est Jean-Marc Crepel, responsable de la commission simulation qui a résumé les débats : « Force est de constater que les trois catégories d'intervenants de ce type de projets de transfert de technologie deviennent très frileuses lorsqu'il s'agit de partager des savoir, alors que l'expérience des projets réussis montre qu'il faut une très forte intégration entre les participants. De plus, ce sont les communautés actives qui font vivre les savoir-faire ».

La aussi, il va falloir apprendre rapidement à collaborer plus efficacement.

A la semaine prochaine.

Pour en savoir plus : http://www.afmicado.com

Jean-François Prevéraud, journaliste à Industrie & Technologies et l'Usine Nouvelle, suit depuis plus de 27 ans l'informatique industrielle et plus particulièrement les applications destinées au monde de la conception (CFAO, GDT, Calcul/Simulation, PLM...). Il a été à l'origine de la lettre bimensuelle Systèmes d'Informations Technologiques, qui a été intégrée à cette lettre Web hebdomadaire, dont il est maintenant le rédacteur en chef.

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