Dossier

41 : L’UTC dévoile sa feuille de route d’ici à 2023

D’ici à la fin d’année, le HCERES évaluera tous les laboratoires de recherche de l’UTC sur la période 2012-2017. A cette occasion, l’université a actualisé sa politique scientifique pour le prochain contrat quinquennal (2018-2023). Zoom sur ses grandes orientations et leur déclinaison dans ses différentes unités de recherche.

41 : L’UTC dévoile sa feuille de route d’ici à 2023

LMAC : plus de synergies au sein de l’UTC et de Sorbonne Universités

Le calcul scientifique est au cœur de la recherche technologique. A l’UTC, le Laboratoire de mathématiques appliquées de Compiègne (LMAC) est l’expert du sujet. Son objectif pour les années à venir : avant tout renforcer ses interactions avec les autres unités de recherche de l’établissement, mais aussi développer les coopérations avec de grands laboratoires de mathématiques, en particulier ceux de Sorbonne Universités et de la Fédération ARC Mathématiques, dont il fait partie.

Qu’il s’agisse de concevoir des outils de calcul scientifique performants ou de contribuer à des recherches à caractère applicatif, le LMAC est dédié aux problématiques de l’ingénieur. « Nous collaborons avec les laboratoires de l’UTC pour formaliser et résoudre des problèmes mathématiques, mais nous travaillons aussi avec des unités de recherche externes et des industriels, explique Nikolaos Limnios, son directeur. C’est un positionnement logique dans le cadre de l’UTC, mais une spécificité à l’échelle de notre discipline, car les laboratoires de mathématiques appliquées interviennent assez peu sur les questions d’ingénierie. »

Internationalement reconnus, les travaux du LMAC portent sur les deux piliers de la discipline. D’une part, les mathématiques déterministes, et notamment les problèmes inverses : déterminer les entrées d’un problème (ses causes) à partir de ses sorties (ses conséquences). De l’autre, les méthodes stochastiques ou aléatoires, qui arrivent en force dans les sciences de l’ingénieur. Elles permettent en effet de prendre en compte les phénomènes aléatoires (par exemple, le fait que les fissures ne se propagent pas forcément de la même manière sur des pièces identiques soumises aux mêmes contraintes) et, donc, de modéliser le comportement des systèmes complexes de façon plus représentative de la réalité qu’auparavant.

Pour mieux nourrir et valoriser ces expertises, l’un des grands enjeux du LMAC pour le prochain contrat quinquennal sera de renforcer ses liens avec les autres laboratoires de l’UTC : « En interagissant davantage, nous pourrons développer des projets encore plus ambitieux et obtenir des résultats offrant un potentiel accru de partenariats avec les industriels », souligne Nikolaos Limnios.

 

Une plateforme commune avec Roberval

Le LMAC et Roberval vont ainsi créer une plateforme commune, dont ils entendent faire un pôle d’excellence de la modélisation en mécanique, domaine où ils viennent d’initier deux nouveaux projets. Le premier porte sur les dislocations : de petites imperfections dans la structure cristalline d’un matériau (par exemple, des atomes manquant à certains endroits). « L’objectif est de les détecter et d’étudier leurs conséquences sur le comportement élasto-viscoplastique des matériaux, explique Nikolaos Limnios. Nous avons au LMAC un spécialiste des équations aux dérivées partielles de type hyperbolique (qui gouvernent ce type de phénomènes) et nous mettons en place un binôme avec une chercheuse de Roberval travaillant sur les dislocations d’un point de vue plus mécanique. Cette collaboration devrait aboutir à des résultats intéressants en modélisation et avoir des retombées auprès d’industriels concernés par ce sujet, par exemple dans le nucléaire, l’aéronautique ou les nanomatériaux. »

Le second projet vise à prévoir la résistance à la rupture de très grandes pales d’éoliennes offshore (une centaine de mètres de long) réalisées dans un matériau composite. Lancé par un chercheur de Roberval, il associe un chercheur du LMAC et combinera expérimentations sur des modèles réduits et simulations numériques sur des pales à l’échelle 1. La difficulté étant de quantifier l’effet de taille, car les modes de défaillances de deux structures fabriquées dans le même matériau et de forme identique diffèrent selon leur taille.

La plateforme des deux laboratoires réunira les binômes travaillant sur un sujet commun, mais aussi des doctorants, des postdoctorants, des professeurs invités, les logiciels développés ou utilisés par ces chercheurs… Objectif : rendre plus visibles les interactions entre le LMAC et Roberval, afin de faire boule de neige et de multiplier les projets interdisciplinaires pour concevoir des moyens de calculs aléatoires et déterministes innovants.

 

Nouveaux développements en biologie

Outre la mécanique, le LMAC souhaite développer ses activités en biologie, domaine où il dispose déjà d’une certaine expérience : il a par exemple travaillé avec la Harvard Medical School sur la modélisation de chaînes d’ADN, poursuit des travaux sur la toxicologie avec l’Ineris [1]… Et Nikolaos Limnios vient d’engager une collaboration sur la modélisation d’aptamères (des acides nucléiques) avec une chercheuse de GEC travaillant sur des biomolécules susceptibles de bloquer la genèse de certains cancers. Une voie nouvelle pour le LMAC.

Par ailleurs, d’autres grands projets sont en cours et vont se poursuivre. Parmi ceux-ci, des études sur le stockage d'énergie thermique, en collaboration avec l’Ensam de Bordeaux et l'université de Xiamen en Chine. Mais aussi des projets sur la complétion de données et l’identification de sources, avec des applications importantes – notamment dans le champ de la médecine, sur lequel le LMAC travaille avec l’Inserm d’Amiens (épilepsie des nouveau-nés et ischémie), ou pour l’étude de pollutions aquatiques et atmosphériques.

 

Ouverture accrue sur l’extérieur

L’autre grand enjeu à venir du LMAC sera de consolider ses liens avec Sorbonne Universités, en particulier avec le Laboratoire Jacques-Louis Lions et le Laboratoire de statistique théorique et appliquée de l’UPMC. Dans le cadre du projet sur les aptamères, plusieurs chercheurs du LMAC et leur collègue de GEC ont ainsi intégré un réseau dédié à la biologie et aux mathématiques qui vient de voir le jour à Sorbonne Universités. De même, le LMAC souhaite multiplier les coopérations avec les deux autres laboratoires auxquels il est associé au sein de la fédération de recherche ARC Mathématiques du CNRS : le Lamfa[2] de l’Université de Picardie Jules Verne et le LMR[3] de l’Université de Reims-Champagne-Ardenne. Objectif, là encore : participer à des projets de grande envergure, qui consolideront son expertise et permettront d’obtenir des résultats novateurs.


[1] Ineris : Institut national de l’environnement industriel et des risques.

[2] Lamfa : Laboratoire amiénois de mathématique fondamentale et appliquée.

[3] LMR : Laboratoire de mathématiques de Reims.