Etude et développement d’un jumeau numérique intelligent pour la projection thermique 4.0

Ce sujet de thèse porte sur le développement de la projection thermique contrôlée par intelligence artificielle pour en faire un procédé moderne et robuste dédié à la fonctionnalisation de surfaces, la réparation structurale et la fabrication additive métallique. L’implémentation de l’IA vise à mette en œuvre un système intelligent industrialisable capable de réaliser une production flexible et fiable, à impact environnemental maîtrisé. Grâce aux avancées en diagnostic, en algorithmique mathématique et en technologies numériques, il est dorénavant envisageable de concevoir un système cyber-physique de projection thermique permettant de prendre en compte en temps réel les phénomènes indésirables, pour minimiser voire éliminer leurs effets préjudiciables surtout lorsque de tels phénomènes sont difficilement contrôlables.

Les travaux de thèse sont organisés en trois volets principaux :

Volet 1 : Système de mesure et acquisition de données

Ce volet portera sur l’instrumentation en capteurs permettant de mesurer en ligne les paramètres opératoires avec une précision spécifique et à une fréquence adaptée.

Volet 2 : Modélisation, simulation et jumeau numérique

Ce volet consistera à concevoir un prototype de système cyber-physique contrôlé par des données multi-sources préétablies. Des modèles de simulation numérique dynamique seront développés pour disposer de jumeaux numériques capables d’évoluer avec leurs homologues physiques.

Volet 3 : Intelligence artificielle et modélisation avancée

Cette partie est un travail d’implémentation d’algorithmes d’IA qui devra permettre de corréler de manière prédictive les caractéristiques du dépôt obtenu par projection thermique à l’ensemble des paramètres procédés.

Depuis le 01 janvier 2017, le LERMPS (Laboratoire d’Etudes et de Recherches sur les Matériaux, les Procédés et les Surfaces – créé en 1986) est une équipe de l’axe PMDM (Procédés métallurgiques, Durabilité, Matériaux) du  Laboratoire Interdisciplinaire Carnot de Bourgogne (ICB). Il s’agit d’une Unité Mixte de Recherche du CNRS (UMR 6303). L’équipe est basée sur le site de Sevenans (90) de l’Université de Technologie de Belfort Montbéliard (UTBM).

L’équipe possède des installations de dimensions industrielles de projection thermique (projection APS, VPS, flamme, HVOF, Cold Spray, arc électrique), de fabrication additive par micro-fusion laser sur lit de poudre, de fabrication de poudres par atomisation et agglomération séchage, de préparation de poudre (tamisage, élutriation), de lasers de puissance, de moyens cryogéniques, ainsi que d’un large éventail de matériels de préparation de surface et de caractérisation (MEB-FEG, analyse d’image, essais mécaniques et tribologiques, etc.)

Le candidat devra avoir un profil pluridisciplinaire avec des compétences dans les domaines suivants :

• Informatique industrielle et robotique industrielle
• Programmation informatique (Python, C/C++/C#, Matlab, etc.)
• Intelligence artificielle (réseau de neurones, apprentissage automatique et approfondi)
• Procédé additif, modélisation et simulation numérique
• Matériaux et propriétés