Cifre - Conception Robuste en Crash Par Détection

Société

RENAULT s.a.s.

Descriptif du poste

Le processus de conception numérique Renault manipule un objet au nominal, et procède périodiquement à l’évaluation de la robustesse du résultat. La robustesse est théoriquement l’évaluation de la dispersion des prestations dans les tolérances de fabrication. Dans les faits on évalue toujours des sous-ensembles, par exemple la caisse en choc frontal en ne faisant varier que les épaisseurs de quelques pièces. La méthode la plus classique consiste à réaliser un grand nombre de calculs dans la tolérance, par Monte Carlo, et à tracer la distribution des prestations, pour la comparer au cahier des charges et calculer une proportion de véhicules produits ne le respectant pas. L’algorithme de Monte Carlo est en général trop coûteux si on l’applique directement sur un gros calcul 3D comme le crash. Le calcul crash est remplacé par un « surrogate model » élaboré à partir d’un plan d’expériences, cela introduit une erreur supplémentaire mais permet de maîtriser le budget calcul. Cette méthode permet d’augmenter le nombre de paramètres dispersés, pour donner une évaluation plus réaliste. Le nombre total de paramètres ayant une influence sur la dispersion des prestations est grand : épaisseurs, matériaux, tenue de la géométrie, des liaisons

Le calcul crash a une particularité : il est non déterministe, les résultats varient même quand on répète strictement le calcul. Cette propriété est due à la méthode de résolution des équations sur une machine parallèle. La dispersion constatée lors de répétitions peut être la conséquence d’un problème numérique (maillage par exemple) et / ou d’une instabilité physique (flambement). On constate dans les études d’optimisation qu’environ 80% des calculs sont très peu dispersés mais que les 20% restants peuvent l’être beaucoup. L’objectif du concepteur est bien sûr de choisir une conception stable.

Le besoin réel de Renault est d’évaluer la dispersion des prestations de façon fiable et surtout d’expliquer les causes de dispersion, pour pouvoir y remédier autrement qu’en augmentant les marges de conception. Dans ce contexte la dispersion purement numérique sème le trouble : un modèle de crash contenant un problème (maillage, loi de comportement) peut facilement tromper l’approche « surrogate model ».

Question de recherche / verrous scientifiques adressés par la thèse

La recherche proposée consiste à exploiter les données massives que l’on peut sauvegarder pendant le calcul crash, de la même manière qu’en réduction de modèle. Les signaux prélevés lors de répétitions d’un même calcul contiennent la trace de la divergence entre ces répétitions, ce qui permet de remonter à la source. L’objectif de la recherche proposée est de trouver des règles d’analyse de ces signaux permettant ensuite d’évaluer la dispersion numérique à partir d’un seul calcul crash (ou d’un très petit nombre).

De même pour les calculs réalisés dans la tolérance de fabrication : dans le cas idéal on doit constater une dérive lente de la prestation du nominal vers les bords de la tolérance. Tout écart à cette « logique » provient d’une instabilité (physique + numérique). Les signaux prélevés pendant les calculs permettent de remonter à cette instabilité et de séparer la partie physique de la perturbation numérique.

Métier

Recherche & Développement

Durée du contrat

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