Stage - Bac+5 - Planification optimale d'essais dynamiques sur barres d’Hopkinson - H/F

CEA; Bruyères-le-Châtel; Sur place; EUR 7 800 - 10 000; Plein temps

Résumé du poste

Stage au CEA à Bruyères-le-Châtel, missionnée sur la planification optimale d’essais dynamiques sur barres d’Hopkinson dans le cadre du modèle Johnson–Cook. Vous contribuerez au développement d’un algorithme identifiant les conditions d’essai optimales afin d’en maximiser l’information pour l’estimation des paramètres du modèle.

Cette offre de stage Bac+5 est rattachée à la DAM du CEA et implique des échanges avec des partenaires internes; maîtrise de Python et R souhaitée, intérêt pour les

Qualifications

• Compétences en mathématiques appliquées.
• Goût pour probabilités, statistiques et programmation.
• Appétence pour la mécanique des matériaux.

Responsabilités

• Développer un algorithme capable d’identifier séquentiellement les conditions optimales d’essai (vitesse, température...).
• Mettre en œuvre la planification bayésienne et l’optimisation pour choisir chaque essai.

Connaissances

mathématiques appliquées

probabilités

statistiques

programmation

Python

R

Formation

Bac+5

Outils

Python

R

Description du poste

Stage - Bac+5 - Planification optimale d'essais dynamiques sur barres d’Hopkinson - H/F

Description du poste

Mathématiques, information scientifique, logiciel

Intitulé de l'offre

Stage - Bac+5 - Planification optimale d'essais dynamiques sur barres d’Hopkinson - H/F

Sujet de stage

Le CEA/Gramat, acteur majeur de la recherche au service de la Défense, étoffe ses capacités expérimentales de caractérisations matériaux en dynamique rapide, via l'acquisition de deux systèmes de barres d'Hopkinson. Trois stages (celui-ci orienté mathématiques au CEA/DIF + deux autres orientés expériences/simulations physiques au CEA/Gramat) sont prévus pour monter en compétence. Chaque essai réalisé sur ces dispositifs contribue à la calibration d'une loi de comportement de type Johnson–Cook (JC) [1]. Or, les expériences sont coûteuses et le nombre d'essais réalisables est limité. Dans ce contexte, la planification d'expériences constitue un enjeu majeur pour exploiter au mieux le budget expérimental disponible.
L'objectif du stage est alors de développer un algorithme capable d'identifier séquentiellement les conditions optimales d'essai (vitesse, température, compression ou traction...) qui apporteront le maximum d'information dans l’estimation des paramètres du modèle JC.

Durée du contrat (en mois)

6 mois

Description de l'offre

Le cadre d'étude s'inscrit dans celui de la planification optimale d'expériences bayésienne (Bayesian Optimal Experimental Design) [2,3]. Les missions du stage s’articulent autour de deux thématiques complémentaires :

• Calibration bayésienne : estimer les paramètres du modèle JC et leur incertitude sous la forme d’une distribution a posteriori, en comparant plusieurs approches (approximation de Laplace, méthodes MCMC, ...) ;
• Planification optimale d'expériences : choisir chaque essai en maximisant le critère du gain d’information espéré, puis comparer ces plans à des stratégies naïves (grille régulière, tirages aléatoires,...).

Véritable sujet de R&D, le stage s’appuiera sur le modèle JC utilisé comme un générateur virtuel d’essais sur barres d’Hopkinson, afin d’évaluer de façon contrôlée l’apport des stratégies de planification. Des ingrédients de plus en plus physiques pourront être intégrés (bruits de mesure, erreurs de modèle, données expérimentales et numériques issues des deux autres stages).

Vous travaillerez au sein d’une unité de mathématiques appliquées au CEA/DIF, développant des méthodes de quantification d’incertitudes. Des échanges avec le CEA Gramat et avec les deux autres stagiaires seront indispensables à la bonne réalisation des missions. Le stage permettra d’acquérir des compétences solides en calibration bayésienne et en optimisation. Un goût prononcé pour les probabilités, les statistiques et la programmation Python est essentiel. Une appétence pour la mécanique des matériaux est un atout.

Bibliographie - [1] D. J. Walters et al., Bayesian calibration of strength parameters using hydrocode simulations of symmetric impact shock experiments of Al-5083, Journal of Applied Physics, 124(20):205105, 2018. - [2] D. E. Ricciardi et al., Bayesian optimal experimental design for constitutive model calibration, arXiv:2308.10702, 2023. - [3] X. Huan et al., Optimal experimental design: formulations and computations, Acta Numerica, 33:715–840, 2024.

Conformément aux engagements pris par le CEA en faveur de l'intégration des personnes handicapées, cet emploi est ouvert à toutes et à tous. Le CEA propose des aménagements et/ou des possibilités d'organisation pour l’inclusion des travailleurs handicapés.
Participant à la protection nationale, une enquête administrative est réalisée pour tous les collaborateurs du CEA afin d'assurer l'intégrité et la sécurité de la nation.

Profil du candidat

Compétences en mathématiques appliquées. Un goùt prononcé pour les probabilités, les statistiques et la programmation est essentiel. Une appétence pour la mécanique des matériaux est un atout.

Python; R
Bac+5

Localisation du poste

Localisation du poste

Ville

Bruyères-le-Châtel

Entité de rattachement

La Direction des Applications Militaires (DAM) du CEA, au cœur des enjeux de la dissuasion nucléaire Française, cherche ses futurs talents. Organisme inclusif, le CEA est handi-accueillant : nos emplois sont ouverts à toutes et tous. Associer les forces et les compétences de chacun pour atteindre nos objectifs est l'une de nos valeurs partagée par nos 4 600 salariés, répartis sur 5 centres. Les 1 800 salariés du centre de Bruyères-le-Châtel, en Ile de France relèvent les défis scientifiques et technologiques au service de notre Sécurité Nationale. Le centre conçoit les charges nucléaires des armes de la dissuasion, garantit leur sécurité et leur fiabilité en s'appuyant sur le programme simulation. Il met son expertise technique au service des activités dans la lutte contre la prolifération nucléaire, le terrorisme et les alertes en cas de séisme ou de tsunami. Il assure l'ingénierie des infrastructures complexes de la DAM, de leur conception à leur démantèlement. Il co-développe avec Atos les supercalculateurs au meilleur niveau mondial, dont sont issus ceux du Très Grand Centre de Calcul du CEA, qu'il exploite pour ses missions Défense et gère au profit de la recherche. Enfin, il exploite les installations nécessaires au maintien en condition opérationnelle et à la conception des chaufferies nucléaires embarquées sur les sous-marin et les porte-avions.

Entité de rattachement

La Direction des Applications Militaires (DAM) du CEA, au cœur des enjeux de la dissuasion nucléaire Française, cherche ses futurs talents. Organisme inclusif, le CEA est handi-accueillant : nos emplois sont ouverts à toutes et tous. Associer les forces et les compétences de chacun pour atteindre nos objectifs est l'une de nos valeurs partagée par nos 4 600 salariés, répartis sur 5 centres. Les 1 800 salariés du centre de Bruyères-le-Châtel, en Ile de France relèvent les défis scientifiques et technologiques au service de notre Sécurité Nationale. Le centre conçoit les charges nucléaires des armes de la dissuasion, garantit leur sécurité et leur fiabilité en s'appuyant sur le programme simulation. Il met son expertise technique au service des activités dans la lutte contre la prolifération nucléaire, le terrorisme et les alertes en cas de séisme ou de tsunami. Il assure l'ingénierie des infrastructures complexes de la DAM, de leur conception à leur démantèlement. Il co-développe avec Atos les supercalculateurs au meilleur niveau mondial, dont sont issus ceux du Très Grand Centre de Calcul du CEA, qu'il exploite pour ses missions Défense et gère au profit de la recherche. Enfin, il exploite les installations nécessaires au maintien en condition opérationnelle et à la conception des chaufferies nucléaires embarquées sur les sous-marin et les porte-avions.
Venez-vous investir et relever des défis avec des moyens technologiques d'exception!