Offre de post-doctorat
2200 €/month
Doctorat
31/12/2025
The project applies deep learning (DL) to acoustic source localization, aiming to overcome limitations of traditional beamforming by using DL on microphone time signals. It involves testing with synthetic data and experimental anechoic room data.
Implémentation et validation d’une approche parabolized stability equations (PSE) dans un code de stabilité non structuré pour la prédiction des sources de bruits de jet des avions commerciaux
Offre de stage
Le stage met en œuvre les équations de stabilité parabolisées (PSE) dans un code de stabilité basé sur Freefem++ pour prédire le bruit des avions commerciaux, en le validant avec les résultats du laboratoire Pprime.
Laser velocimetry for wind tunnel acoustic source localization
Funded by ISAE-SUPAERO & ONERA
Master
31/12/2025
This thesis develops a new method for aeroacoustic source characterization in wind tunnels using laser Doppler velocimetry (LDV) and near-field acoustic holography, aiming to reduce aircraft noise pollution through advanced beamforming techniques.
Wing flutter control using artificial intelligence
Master
31/12/2025
The internship assesses active wing flap control using reinforcement learning to mitigate flutter in high aspect ratio wings, involving a 2D aeroelastic model and wind tunnel experiments.
La recherche à l’ISAE-SUPAERO
Nos activités scientifiques couvrent un large spectre de thématiques stratégiques, étroitement liées aux grands enjeux du secteur aérospatial. Soutenues par nos départements de recherche, nos activités allient excellence académique, innovation technologique et réponses aux défis industriels et sociétaux. Grâce à notre approche complémentaire et à notre ouverture à l’interdisciplinarité, l’école se positionne comme un acteur majeur de la recherche française et internationale.
Notre politique de recherche est résolument tournée vers les défis technologiques de demain, en réponse aux besoins émergents des industries aérospatiales et de haute technologie. Ce dynamisme s’appuie sur une étroite collaboration avec l’industrie, au travers d’accords de mécénat dans des domaines stratégiques, et sur la participation active de nombreux professionnels à l’enseignement, qui transmettent aux étudiants les dernières innovations et les meilleures pratiques du secteur.
La recherche à l'ISAE-SUPAERO
Internationale
La recherche de l'ISAE-SUPAERO contribue à son positionnement de leader international pour son cursus d'ingénieur généraliste, ses formations post-graduées, notamment Master of Science (MSc), Mastère Spécialisé® et doctorat (PhD) en ingénierie aérospatiale.
Interdisciplinaire
Il combine une approche interdisciplinaire avec les recherches les plus avancées en matière de connaissances scientifiques, de modèles, d'approches méthodologiques et d'outils pour la conception de systèmes aéronautiques, spatiaux et embarqués, depuis l'expression des exigences et des spécifications jusqu'à la vérification et la validation (V&V) ou la qualification en vue de la certification.
Innovante
La stratégie scientifique de l'ISAE-SUPAERO répond aux enjeux sociétaux et industriels du développement durable et de la performance des systèmes aérospatiaux, incluant les problématiques de sûreté, de sécurité, de résilience, de compétitivité, de virtualisation (numérique), de nouvelles technologies, de procédés, de services ou de concepts innovants...
L'activité de recherche de l'ISAE-SUPAERO s'est considérablement développée ces dernières années.
- Les laboratoires de l'école emploient environ 400 personnes.
- Le campus abrite également le centre de recherche de l'ONERA à Toulouse, qui emploie également 400 personnes.
Les laboratoires de l'ISAE-SUPAERO et de l'ONERA couvrent un large éventail d'activités et de disciplines liées à l'aéronautique et à l'espace, de l'aérodynamique à la neuroergonomie, en passant par le développement de nouvelles technologies, l'électronique, le traitement du signal et la mécanique des structures.
- Près de 300 doctorants sont inscrits à l'ISAE-SUPAERO.
Les laboratoires de l'ISAE-SUPAERO sont ouverts à tous nos étudiants. Le campus a été conçu pour combiner les domaines de recherche et de formation, et pour garantir aux étudiants un accès facile et permanent aux chercheurs.
Notre campus est aussi adjacent à celui de l'Université Paul Sabatier et à de grands laboratoires du CNRS tels que le LAAS et l'Observatoire Midi-Pyrénées, partenaires qui offrent de nombreuses opportunités de découverte ou de stages à nos étudiants intéressés par la recherche.
Parmi les 130 enseignants permanents de l'ISAE-SUPAERO, 120 sont également chercheurs.
Le cursus généraliste d'ingénieur inclut une large exposition à la recherche. En deuxième année, nos enseignants-chercheurs proposent aux étudiants des stages de recherche dans les laboratoires de l'école ou ceux de nos partenaires toulousains.
Certaines activités d'enseignement, telles que les « Pratiques Expérimentales » en première année ou les travaux pratiques dans le cadre d'options ou de troisième année, se déroulent également dans les laboratoires de recherche de l'école. Nos doctorants sont également présents pour donner des cours magistraux et des travaux dirigés.
Pour les étudiants qui envisagent très tôt une thèse, un « parcours recherche » a été mis en place, leur permettant d'adapter leur cursus et d'étaler leur troisième année sur deux ans, afin d'effectuer des stages dans plusieurs laboratoires, notamment à l'étranger, avant de débuter leur thèse.
Nos élèves-ingénieurs peuvent également suivre un master à orientation recherche en troisième année, avec des cours leur permettant de combiner un diplôme d'ingénieur généraliste avec un master dans des domaines tels que les sciences de l'univers ou la recherche opérationnelle. Ainsi, environ 15 % de nos étudiants poursuivent leur thèse, que ce soit chez nous ou dans d'autres laboratoires en France ou à l'étranger.
5 priorités stratégiques
La politique scientifique de l’ISAE-SUPAERO pour les systèmes aéronautiques et spatiaux s’articule autour de 5 axes stratégiques :
- Conception intégrée pour la performance, la sûreté de fonctionnement et l’environnement des systèmes aérospatiaux
- Modèles et optimisation pour l’efficacité énergétique, l’environnement et la compétitivité
- Observation de la Terre, surveillance environnementale et exploration spatiale
- Télécommunications résilientes, réseaux et systèmes cyberphysiques connectés
- Analyse de données, sciences de la décision et maîtrise de la complexité
6 départements de recherche
Dans le cadre de ses missions et sous l’égide de son Conseil de la Recherche, l’ISAE-SUPAERO, et ses 6 départements, déploie sa stratégie scientifique au sein de deux unités de recherche (laboratoires évalués par le HCERES) :
- ISAE-SUPAERO Recherche, laboratoire pluridisciplinaire et unité propre à l’Institut ;
- Institut Clément Ader (ICA) UMR n° 5312 du CNRS, laboratoire de mécanique des solides en région Midi-Pyrénées, sous la tutelle du CNRS, de l’UT3, de l’INSA, de MINES-ALBI et de l’ISAE-SUPAERO ;
et avec le soutien de 6 écoles doctorales de l’agglomération toulousaine, notamment l’École Doctorale Aéronautique et Astronautique (EDAA), dont l’ISAE-SUPAERO est l’établissement porteur.
L'ISAE-SUPAERO mène des thématiques scientifiques, disciplinaires ou transversales, ainsi que des actions transversales de « recherche et d'innovation » (ATRI), qui se prolongent dans les groupements d'intérêt scientifique nationaux, les SIG « Microdrones » et « Centre Spatial Universitaire Toulousain ».
Les recherches du LACS sont hébergées dans les laboratoires LISST et LAIRDIL de l'UT2 Jean Jaurès, qui sont évalués séparément.
Le partenariat de l'ISAE-SUPAERO avec l'ONERA et l'ENAC est un élément clé du pôle d'enseignement supérieur et de recherche dédié à la filière « aéronautique et espace » sur le site de l'Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées.
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Zoom sur les souffleries subsoniques, l’aérodynamique en pratique
Zoom sur les souffleries subsoniques de l'ISAE-SUPAERO
Elles sont au nombre de sept. Les souffleries subsoniques de l’ISAE-SUPAERO s’alignent dans une pièce où se croisent étudiants, doctorants et chercheurs. Leur fonction ? Reproduire des écoulements d’air, comme ceux qui aspirent les ailes d’un avion, et permettre leur mesure.
« C’est ici que les étudiants font l’apprentissage de la métrologie aérodynamique externe », indique Patrick Chèze, responsable du groupe technique du département de recherche Aérodynamique, Énergétique et Propulsion (DAEP) de l’ISAE-SUPAERO. Autrement dit, la réalisation et l’interprétation des mesures de pression et d’efforts liés à l’écoulement de l’air sur un objet, comme un profil d’aile d’avion.
Les élèves-ingénieurs et les étudiants Master peuvent par exemple s’exercer à mesurer la traînée, cette force qui s’oppose à la trajectoire d’un véhicule, et chercher empiriquement des solutions pour la réduire. Ou encore identifier et mesurer le phénomène de turbulence qui se crée à l’arrière d’une aile. « C’est un vrai banc d’essai pédagogique sur lequel ils apprennent la rigueur du métier d’ingénieur d’essais », note Patrick Chèze.
Mesurer une pression ou un effort
Les sept souffleries sont standardisées pour les travaux pratiques et leur fonctionnement est identique : « L’air environnant est aspiré et comprimé pour lui donner une certaine vitesse sur la section de mesure », explique Adrien Thacker, ingénieur banc d’essais en aérodynamique au DAEP. Cette section de mesure, appelée veine d’essais, est la partie amovible des souffleries. C’est là qu’est placée une maquette (cylindre, profil d’aile d’avion, automobile miniature, maquette d’avions…) reliée à des capteurs de pression ou à une balance qui mesure les efforts aérodynamiques. Une fois la soufflerie en marche, les données de mesure de pression ou d’effort s’affichent sur un écran.
Depuis cette année, l’une des souffleries est réservée à de petits projets étudiants. Comme celui de Lucas Nouveau-Duquesnes, étudiant du cursus ingénieur de spécialité en apprentissage qui effectue des mesures de vitesse de tourbillons qui se créent à l’extrémité d’une aile d’avion, à partir d’une maquette qu’il a imprimée en prototypage 3D.
Pour assurer au quotidien le bon fonctionnement de ces équipements, une équipe de quatre personnes (un ingénieur, deux techniciens et un monteur) est rattachée aux souffleries subsoniques au sein du groupe technique du DAEP. « Notre rôle est de préparer et de mettre en place la chaîne d’acquisition des données métrologiques : calibrer et câbler les instruments, programmer leur pilotage, assurer la mise en place des maquettes d’étude et le bon fonctionnement des installations, et enfin vérifier les données de mesure », explique Adrien Thacker.
35 projets de recherche par an
Pour autant, leur travail est loin d’être routinier ! « À côté de la gestion des travaux pratiques pour les étudiants et et les stagiaires de la formation professionnelle, nous mettons en place des projets pour les enseignants-chercheurs. Ils nous demandent des installations expérimentales et des réglages de haute précision qui souvent nous forcent à faire preuve d’innovation et à aller au-delà de nos acquis. Par exemple, de pouvoir recréer en soufflerie des effets de perturbations du flux d’air sur les ailes d’avion qu’ils vont chercher à mieux comprendre. »
Pas moins de 35 projets de recherche sont ainsi menés chaque année sur les souffleries et les bancs du DAEP par des enseignants-chercheurs de l’Institut. « Et pour une semaine d’essais, c’est trois mois de préparation pour l’équipe technique. Nous sommes ainsi impliqués dans les projets de recherche, et c’est passionnant ! »
Systèmes de conditionnement d’air : l’ISAE-SUPAERO et Liebherr-Aerospace Toulouse unissent leurs efforts
Collaboration renforcée
Main dans la main pour développer les systèmes de conditionnement d’air des futurs avions décarbonés. Partenaires depuis 25 ans, l’ISAE-SUPAERO et Liebherr-Aerospace Toulouse ont renforcé le 1er janvier leur collaboration dans le cadre d’une chaire industrielle. Ce dispositif, cofinancé par l’Agence Nationale de la Recherche (ANR), vise à stimuler les coopérations entre acteurs publics et acteurs privés de la recherche. Intitulée CASTOR, « Chaire pour l’aérodynamique des turbomachines radiales », elle est prévue pour une durée de 4 ans.
L’objectif ? Progresser sur la conception des étages des turbomachines radiales, qui sont au cœur des systèmes d’air que conçoit Liebherr-Aerospace Toulouse et sur lesquelles l’ISAE-SUPAERO possède des compétences et des infrastructures de recherche de pointe.
Ces travaux donneront lieu à trois thèses, deux post-doctorats et à la création d’un poste d’ingénieur de recherche, avec le soutien des équipes du département Aérodynamique, Énergétique et Propulsion (DAEP) de l’ISAE-SUPAERO et de Liebherr Aerospace Toulouse. Un doctorant et un post-doctorant doivent arriver sur le site de l’ISAE-SUPAERO dès ce mois de février. Le montant global de 1,250 M€, provenant pour moitié de Liebherr-Aerospace Toulouse et pour moitié de l’ANR, permettra de financer des équipements et des travaux en sous-traitance.
Développer le système de conditionnement d’air des avions à faibles émissions
« Dans un avion, le système de conditionnement d’air permet de régler la pressurisation, la température et le renouvellement de l’air au sein de la cabine, explique le professeur Nicolas Binder, du DAEP. Autrement dit, il est essentiel pour la sécurité et le confort des passagers. Traditionnellement, pour son fonctionnement, on prélève de l’air comprimé par les moteurs. Mais les nouveaux systèmes de motorisation décarbonée impliquent de concevoir des systèmes de conditionnement d’air indépendants. Et pour ce faire, il faut adapter le dimensionnement des composants, qui doit satisfaire de nouvelles contraintes. Les travaux de recherche de la chaire CASTOR s’inscrivent dans cette évolution. »
Les nouveaux systèmes de motorisation décarbonée impliquent de concevoir des systèmes de conditionnement d’air indépendants. Pour ce faire, il faut adapter le dimensionnement des composants, qui doit satisfaire de nouvelles contraintes. Les travaux de recherche de la chaire CASTOR s’inscrivent dans cette évolution.
Nicolas Binder – Enseignant-chercheur au DAEP – ISAE-SUPAERO
Les turbomachines radiales sont des composants-clef du système de conditionnement d’air fabriqué par Liebherr-Aerospace Toulouse. Elles sont composées d’étages turbines et compresseurs. Dans leur conception, il est crucial d’optimiser finement la forme des pales pour fournir les meilleurs rendements énergétiques. Et ce, quelle que soit la phase de vol de l’avion. « Ce qui contraint à une grande flexibilité de fonctionnement, sans compromettre la performance », précise Nicolas Binder. Cette étape de conception est primordiale pour proposer aux avionneurs des systèmes de conditionnement d’air moins énergivores pour les futurs aéronefs à faible émission.
Plusieurs axes de travail seront explorés par les chercheurs :
- des configurations non conventionnelles de turbines radiales seront calculées et testées, pour gagner en rendement et en plages de fonctionnement ;
- la stabilité des compresseurs sera évaluée ;
- des efforts seront consacrés à faire progresser les méthodes numériques et expérimentales.
Les recherches amorcées par la chaire CASTOR ouvrent la voie à de nombreuses applications, au-delà de l’aérien. « Énormément de systèmes décarbonés impliquent ce type de turbomachines », souligne Nicolas Binder.
Un partenariat gagnant-gagnant
Cette chaire constitue pour Liebherr Aerospace Toulouse et pour l’ISAE-SUPAERO une opportunité d’intensifier leur collaboration et de structurer un programme de recherche en commun.
Elle permet à Liebherr-Aerospace Toulouse de mobiliser et de financer sur la durée des compétences de pointe présentes dans les laboratoires de recherche de l’ISAE-SUPAERO, au service de ses futurs produits. Grâce à cette collaboration, l’entreprise pourra continuer à proposer des technologies clefs pour la décarbonation de l’aviation, avec des systèmes d’air plus efficaces et les moins énergivores possibles pour les futurs aéronefs.
Pour l’ISAE-SUPAERO, elle symbolise la reconnaissance de la pertinence et de l’applicabilité des travaux de ses équipes de recherche par le ministère de l’Enseignement supérieur, de la Recherche et de l’Innovation. De plus, grâce au financement conséquent qui en découle, l’institut pourra développer ses capacités expérimentales et numériques.
Vignette : © Liebherr Aerospace Toulouse SAS
Propulsion ionique, genèse d’une recherche émergente
Une affaire de rencontres
La curiosité scientifique, les rencontres humaines et le hasard peuvent-ils être des facteurs déterminants dans l’exploration d’une piste de recherche jusque-là délaissée par la communauté scientifique ?
Les travaux menés actuellement par Nicolas Binder au sein du département aérodynamique et propulsion (DAEP) semblent valider cette hypothèse.
Spécialiste de la dynamique des fluides et de la propulsion aéronautique, le chercheur s’est tout d’abord intéressé par curiosité scientifique à la suite des travaux de recherche d’un élève ingénieur, Nicolas Monrolin (E2015).
« On n’était pas dans l’incrémental de moteur classique, on était au-delà, j’étais curieux de voir la suite », nous confie Nicolas. Puis il a gardé contact, parce que le courant passait bien entre eux et puisque ces travaux de recherche portaient sur des systèmes propulsifs de rupture.
Par la suite, en 2018, le chercheur assiste à la brillante soutenance de thèse de l’ancien élève, désormais à l’IMFT. Une semaine après son Directeur de thèse, Franck Plouraboué, a appelé l’ISAE-SUPAERO à la recherche d’une soufflerie haute vitesse. Après des essais infructueux, le hasard a fini par le faire tomber sur Nicolas Binder, la personne du labo intéressée par ces travaux disruptifs.
« Cette soutenance est le point de départ de la création d’un véritable pôle multi-physique électro-hydro-dynamique au DAEP. Pour moi, c’était au début un vrai sujet de curiosité scientifique, puis on a commencé à travailler ensemble, à monter des projets à deux, puis à 3 avec l’Institut P’ de Poitiers. On a finalement intégré le consortium européen IPROP sur la propulsion ionique avec l’École Polytechnique, l’Institut Van Kármán en Belgique, l’université de Milan pilote du projet, et d’autres universités italiennes pour développer un axe de recherche complet et là ça a commencé à prendre de l’ampleur », Une aventure scientifique inattendue commençait.
Nicolas Binder.L’Institut comme référence en propulsion classique
La maîtrise de la propulsion classique est une force du groupe de recherche Turbomachine et propulsion au DAEP. Cette maîtrise permet d’avoir une base de référence pour évaluer le degré de performances des expérimentations.
Le principe de la propulsion ionique est de créer un plasma, autour de deux électrodes de taille différentes, entre lesquelles on applique une forte tension. Des ions s’échappent de ce plasma, et sont accélérés par l’intense champ électrique vers la seconde électrode. Ces ions subissent un grand nombre de collisions avec les molécules d’air neutre qui les ralentissent, ce qui induit un nuage ionique entre les deux électrodes. Cette zone chargée électriquement est à l’origine de la force de poussée qui s’applique sur les électrodes. L’objet de cette recherche est de comprendre l’ensemble des paramètres qui rendent, pour le moment, ce procédé inefficace. Ce dispositif génère pour l’instant une trainée supérieure à la poussée qu’il induit pour des vitesses de vol modestes. Il y a matière à travailler sur ce sujet pour augmenter la densité de poussée à basse vitesse, et surtout voir si elle évolue favorablement dans les hautes vitesses, comme semblent le montrer les équations.
« Il y a une chance que le processus de poussée soit activé par la présence de l’écoulement extérieur à haute vitesse, on a encore besoin de temps pour développer l’instrument de mesure, car il s’agit d’une véritable recherche exploratoire. Essayer de mesurer cette poussée à haute vitesse, n’a jamais été fait, ce banc d’essais ici à l’ISAE-SUPAERO est unique », confirme le scientifique.
IPROP, un Projet européen pour aller toujours plus loin
Le projet IPROP est inscrit dans le cadre Horizon Europe Pathfinder, et vise à élever le niveau de maturité des propulseurs ioniques atmosphériques pour l’aéronautique. Les propulseurs ioniques, sans parties mobiles, sont gages de robustesse et de propulsion silencieuse. Il s’agit d’un champ d’investigation émergent dans le contexte de l’électrification des avions et du transport aérien à faible émission de carbone.
Dans le consortium européen, l’ISAE-SUPAERO est responsable de la partie expérimentale à haute vitesse et collabore étroitement avec l’IMFT et Franck Plouraboué spécialiste de la simulation numérique. À cette collaboration s’ajoute l’École Polytechnique qui travaille sur un nouveau dispositif d’électrodes capable d’envoyer davantage d’ions dans l’écoulement pour essayer de renforcer la densité de poussée. Ces électrodes vont être expérimentées sur le banc de l’ISAE-SUPAERO pour réaliser des mesures de champs électrique ambitieuses et des mesures laser de l’écoulement.
L’équipe française prend en charge la partie couplage vitesse extérieure de l’écoulement et le développement de nouvelles électrodes. Chacun développant sa spécificité pour les regrouper sur la manip de l’ISAE-SUPAERO. Des indications commencent à se dessiner, les tendances sont encourageantes, mais elles ne sont pas encore assez précises pour faire l’objet de publication.
Les autres universités travaillent sur la conception d’un démonstrateur à petite échelle intégrant ces dispositifs de propulsion optimisés. À terme, ce projet a pour objectif de concevoir un dirigeable stratosphérique à échelle réelle et de grande autonomie grâce aux propulseurs ioniques alimentés par énergie solaire. Des dirigeables pouvant se substituer à de nombreuses fonctions satellitaires, comme les télécommunications ou la télédiction avec des coûts plus faibles et l’avantage d’être récupérables, le tout avec un impact environnemental réduit.
« Si les premiers résultats se montrent encourageants, il sera alors possible de lancer une recherche sur la co-propulsion. Le système ionique pourrait être couplé à une propulsion classique, éteint au décollage et activé en altitude en régime de croisière quand les besoins de poussées sont moins importants. Il pourrait diminuer la part des moteurs thermiques ayant des rendements largement perfectibles. Mais il y a certainement de nombreuses applications auxquelles on ne pense pas encore et qui pourraient être envisagées à haute vitesse et en haute altitude »
Nicolas Binder.L’étude de cette technologie ouvre un large champ scientifique qui couvre la recherche fondamentale sur la production d’ions, son couplage avec l’écoulement de l’air, l’optimisation des électrodes, l’intégration sur aéronef, et plus encore si le hasard vient à s’en mêler.
