L’ISAE‑SUPAERO a accueilli la 4ᵉ édition du workshop international dédié à la Conception Optimale Multidisciplinaire (MDO), un événement majeur pour la communauté scientifique et industrielle. Au cœur des échanges : des thématiques en phase avec les grands enjeux actuels, telles que la modélisation multifidélité, l’intelligence artificielle, l’optimisation environnementale et l’intégration de la durabilité dans les processus de conception.
Du 3 au 5 juin, l’ISAE-SUPAERO a ouvert ses portes au 4ᵉ European Workshop on MDO for Industrial Applications in Aeronautics. Pendant trois jours, chercheurs, ingénieurs et industriels se sont réunis pour échanger autour des avancées dans un domaine devenu essentiel à la conception aéronautique.
Un workshop international au cœur des avancées en MDO
L’événement, organisé en collaboration avec l’ONERA, le DLR, l’IRT Saint Exupéry et la NASA, a rassemblé près de 150 participants, facilitant un dialogue fructueux entre recherche académique et besoins industriels.
Un programme riche et varié, piloté par Joseph Morlier, professeur en optimisation de conception multidisciplinaire à l’ISAE-SUPAERO, Nathalie Bartoli, directrice de recherche à l’ONERA et professeure associée à l’ISAE-SUPAERO, et Christian Gogu, professeur en optimisation et fiabilité des structures à l’ISAE-SUPAERO.
Au rang des sujets phares, la modélisation multi-fidélité a été largement discutée, illustrant la manière de combiner modèles rapides et modèles haute-fidélité pour optimiser efficacement sans sacrifier la précision. Les approches intégrant l’intelligence artificielle ont également retenu l’attention, notamment par l’utilisation de techniques d’apprentissage automatique pour accélérer les simulations et guider les processus d’optimisation. Tandis que la dimension environnementale a occupé une place centrale, avec des présentations dédiées pour réduire l’empreinte carbone des avions.
« Alors qu’il était difficile de faire avancer l’industrie il y a quelques années, principalement en raison des cloisonnements disciplinaires, la MDO progresse, les bénéfices des recherches académiques sont aujourd’hui intégrés de manière rapide, principalement grâce à l’offre de codes open source (SMT, OpeMDAO, Gemseo, etc.) ainsi que de benchmarks multidisciplinaires (aile CRM de la NASA, moteur à réaction du DLR, etc.) », a souligné Joseph Morlier, mettant en perspective l’évolution récente de l’écosystème MDO.
Des interventions marquantes et des collaborations interdisciplinaires
Parmi les interventions notables, la keynote de Benjamin Philips (NASA Langley Research Center) a suscité un vif intérêt. Intitulée « Transforming MDAO: How We Can Bridge the Gap Between Academic Development and Industry Adoption », sa keynote proposait une réflexion critique sur les outils et pratiques actuels de la MDO dans le cadre du projet Transformative Tools and Technologies (TTT) de la NASA. Benjamin Philips a notamment mis en lumière les tensions persistantes entre avancées méthodologiques académiques et exigences de robustesse industrielle, tout en esquissant des pistes de rapprochement. Des échanges nourris ont clôturé sa présentation.
De son côté, Laura Mainini, professeure en Aerospace Computational Design au Département d’Aéronautique d’Imperial College London, a centré son intervention sur l’intérêt d’exploiter différents niveaux de fidélité dans les processus d’optimisation. Elle a montré comment le recours combiné à des modèles rapides et haute-fidélité permet d’équilibrer précision et coût computationnel, en particulier lorsqu’il s’agit d’intégrer des considérations environnementales dès la phase de conception. Son approche, à l’interface entre modélisation avancée et durabilité, ouvre des perspectives pour une MDO plus agile et adaptée à la complexité croissante des systèmes aérospatiaux.
Les sessions techniques ont permis de faire dialoguer une diversité d’acteurs, issus notamment de l’ONERA, du DLR (Centre aérospatial allemand), de l’IRT Saint Exupéry, de Dassault Aviation, d’Airbus, de Safran, d’Imperial College London, de Rolls-Royce, de l’Université de Sheffield et de Southampton, de Vicomtech ou encore de l’Université de Cagliari. Ces contributions ont abordé des problématiques concrètes, telles que le couplage entre disciplines dans les configurations hybrides-électriques, la gestion de modèles multi-fidélité ou encore l’optimisation orientée vers les performances environnementales.
Une dynamique collaborative en faveur de la durabilité
La dernière journée a été marquée par une session spéciale dédiée au projet européen NEXTAIR, financé dans le cadre d’Horizon Europe. Ce programme vise à développer de nouvelles méthodologies pour l’optimisation des systèmes complexes dans le secteur aéronautique, en intégrant dès la conception des critères environnementaux et de soutenabilité. Cette session a permis de présenter des cas d’application concrets et de valoriser les résultats obtenus sur des scénarios industriels.
Ce workshop a également mis en valeur l’excellence de la recherche française en MDO, et notamment le rôle structurant joué par l’ISAE-SUPAERO, dont les travaux en optimisation pour la conception aéronautique s’inscrivent dans une dynamique européenne et collaborative.
« Nous avons tous démontré l’importance des couplages interdisciplinaires au travers de discussions intenses et productives. La prise en compte de ces couplages permettra de changer les mentalités au sein de l’industrie aérospatiale : le problème n’est plus d’optimiser les véhicules aérospatiaux ou leurs trajectoires, mais principalement de permettre à un voyageur de se déplacer d’un point A à un point B en minimisant les impacts sur la planète. », a rappelé Joseph Morlier, « cette tendance a été démontrée lors de sessions de posters très intéressantes présentées par de nombreux doctorants internationaux. »
L’implication des jeunes chercheurs et des doctorants de l’Institut (Shantanu Sapre, Ousmane Sy, Shubham Deshmukh) a en effet largement contribué au bon déroulement de l’événement, tant sur le plan logistique que scientifique. « Ce workshop a nécessité beaucoup de préparation en amont, mais grâce au dévouement de tous les membres de l’équipe d’organisation cela nous a permis de poursuivre sur la lancée des dernières éditions et accroître encore la participation, cette édition étant de loin celle avec le plus grand nombre de participants. » a témoigné Christian Gogu.
Enfin, comme l’a résumé Nathalie Bartoli : « Cet événement était à la fois riche techniquement et humainement, marqué par la qualité des échanges, une atmosphère chaleureuse, et une belle dynamique de collaboration au sein de la communauté MDO européenne. »
Le MDO dans le DMSM
Le Département de recherche Mécanique des Structures et Matériaux (DMSM) oriente ses recherches autour des problématiques d’endommagement de structures composites, de fatigue des matériaux et structures métalliques, de dynamique vibratoire et enfin de méthodes numériques pour la mécanique. Au sein du département, le Multidisciplinary Design Optimization (MDO), ou Optimisation de Conception Multidisciplinaire, est une approche méthodologique qui vise à optimiser la conception de systèmes complexes en prenant en compte simultanément plusieurs disciplines d'ingénierie.
Contrairement aux méthodes traditionnelles où chaque discipline est optimisée de manière séquentielle, le MDO intègre les interactions entre disciplines dès les premières phases de conception, permettant ainsi d'identifier des solutions globalement optimales.
En aéronautique, le MDO intègre dans le cadre de ses recherches plusieurs disciplines telles que l’aérodynamique, la structure ou la propulsion, permet d’optimiser globalement les avions en conciliant performances, sécurité, poids et consommation. Cette approche systémique s’impose aujourd’hui comme une réponse incontournable aux défis techniques et environnementaux du secteur.
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