Projet européen ARIA : allier mathématiques appliquées et objectifs industriels

Comment utiliser l’informatique pour optimiser l’aérodynamique d’une éolienne afin de la rendre plus performante ? Ou anticiper les processus d’écoulement de l’air autour d’une voiture susceptible de diminuer sa résistance aérodynamique et ainsi augmenter sa vitesse ? Ou bien modéliser le flux sanguin dans les anévrismes aortiques afin de mieux prédire et traiter les maladies vasculaires à l’avenir ? Voilà quelques-unes des recherches menées dans le cadre du programme ARIA 2019-2023, financé par la Commission européenne et coordonné par Inria Bordeaux - Sud-Ouest. Aspect intéressant de sa démarche : les équipes pluridisciplinaires explorent un champ de recherche innovant (les ROMs) au service des industriels, impliqués à part entière dans le projet.

« Pour ce faire, il est possible d’adapter des équations de physique - par exemple, celles qui permettent de modéliser les écoulements des fluides - pour qu’elles puissent ensuite être exploitées plus facilement par un ordinateur », explique Angelo Iollo, responsable scientifique du projet ARIA et chef de l’équipe-projet Memphis à Inria, spécialisée dans la modélisation numérique.
« Ce processus nécessite de transformer les équations continues bien connues et performantes mais complexes, en de nouveaux modèles plus simples, dits à ordre réduit ou ROMs (Reduced Order Models en anglais). Plus faciles à prendre en charge, ceux-ci fournissent un outil capable de prédire les performances aérodynamiques d’un objet et les structures d'écoulement en temps réel. »

But de ce programme européen : réduire la durée nécessaire pour effectuer les modélisations, ce qui permet aux chercheurs et chercheuses et aux ingénieurs de prendre des décisions rapidement. Il s’agit également d’exploiter des données déjà simulées dans des expériences antérieures. L’objectif est de diminuer le temps dévolu aux nouvelles modélisations en s’appuyant sur une logique de convergence entre les données et les modèles.

« Ces méthodes pourraient être utilisées par exemple par un constructeur automobile, indique Angelo Iollo. Il pourrait ainsi mesurer l’impact d’une nouvelle géométrie de rétroviseur sur un prototype de véhicule, sans être obligé de reprendre ses calculs aérodynamiques de zéro. »
Des propos confirmés par Carsten Othmer, chef de projet chez Volkswagen, l’un des grands partenaires industriels du projet :

De nombreuses simulations traditionnelles sont trop longues à réaliser. Elles nous empêchent de concevoir avec succès des performances aérodynamiques et une physique d'écoulement optimales, tout en créant une belle voiture, explique-t-il. C’est pour cette raison que nous nous sommes tournés vers les ROMs.

Fort de sa collaboration avec ses huit partenaires industriels, ARIA se penche sur de nombreuses problématiques. « ARIA n’est pas uniquement académique, affirme Angelo Iollo. Notre approche consiste à discuter étroitement avec les ingénieurs de l’industrie pour comprendre les vrais points bloquants et s’attaquer à ces problèmes de fond avec des méthodologies mathématiques nouvelles. »

Lucia Marta, chargée de partenariats européens au sein d’Inria, souligne la portée de cette stratégie :

Une démarche également appréciée par Simona Perotto de la Politecnico di Milano, l’un des partenaires académiques majeurs du projet. « Ces collaborations nous permettront de vérifier si les ROMs sur lesquels nous travaillons depuis des années fonctionnent, explique-t-elle. Nous commençons par simuler des problématiques théoriques puis nous progressons vers la modélisation d'exemples industriels réels. »

« Notre objectif, souligne Lucia Marta, est que les transferts de connaissances soient bénéfiques à tous - autant à Inria et ses partenaires académiques, qui cherchent à valoriser leurs recherches, qu’aux industriels du consortium qui exploiteront les résultats, tout en respectant la propriété intellectuelle. Cette priorité est même affichée dans les documents qui nous lient contractuellement à nos deux ministères de tutelle, ceux de la Recherche et de l’Industrie. »

À cette fin, les équipes d’ARIA utiliseront le financement européen de plus de 900 000 euros pour des actions de recherche. Ce qui permettra aux différents partenaires industriels de gagner en temps et en précision et, ainsi, d’améliorer leur compétitivité.

Site internet du projet ARIA