(ex- GDR 3532, 2012-2020)
III-ème école d’été “Modélisation des Matériaux”
Banyuls-sur-Mer 19-23 Août 2024
OBJECTIFS :
La modélisation est un outil essentiel à la conception et à la compréhension du comportement des matériaux technologiques complexes, en particulier quand leurs conditions d’utilisation rendent l’expérimentation délicate, comme par exemple dans le domaine du nucléaire. Les approches mises en oeuvre sont à la fois multi-modèles (physique, chimie, mécanique, …) et multi-échelle puisque, si l’on veut comprendre les phénomènes et comportements à l'échelle macroscopique de matériaux, et prédire l'évolution de leurs propriétés, il faut partir de données à l'échelle microscopique et remonter des informations à l'échelle mésoscopique et macroscopique. Il faut donc à la fois maîtriser la description des systèmes aux différentes échelles impliquées, être capable d'identifier les paramètres pertinents et de les raccorder, et faire communiquer entre eux (couplage ou chaînage) les différents modules relatifs à des domaines spatiaux, temporels ou thématiques différents, en portant une attention particulière à la quantification et la propagation d’erreurs/incertitudes globales liées aux paramètres d’entrée, aux modèles utilisés, à l’implémentation numérique ou à la précision des données de référence. C’est l’apprentissage de tout ce corpus de méthodes qui fait l’objet de cette école, qui doit faire intervenir non seulement des théoricien.ne.s de physique et chimie fondamentales, mais aussi des mathématicien.ne.s et des développeuses/ développeurs de codes industriels.
L’objectif visé est de participer, via leur formation, à l’émergence et au développement d’une communauté de modélisateurs capables d’étudier des matériaux réalistes, donc complexes, et ce aux diverses échelles des processus (structure, propriétés) mis en jeu, de leur élaboration à leur utilisation. Modéliser (comprendre, simuler, prédire) le comportement de matériaux à fort aspect sociétal, dont les matériaux pour l’énergie (renouvelable, nucléaire) et pour la microélectronique revêt actuellement une importance majeure, comme par exemple dans le cadre du Pacte Vert Européen (Green Deal). Tant en raison de leur aspect stratégique que de leur complexité, la modélisation de ces matériaux requiert des approches telles que celles qui seront enseignées dans cette école. Il s’agit de former ainsi des véritables « spécialistes » (même si le vocable peut sembler inadapté à décrire une expertise basée sur la maîtrise critique d’un ensemble de spécialités) de la modélisation multi-échelle, qui maîtrisent au moins les concepts et si possible une partie des outils spécifiques à chaque échelle. Ces nouveaux spécialistes seront conscients de ce que représente un changement d’échelle et de l’importance à accorder à la quantification et à la propagation des erreurs pour améliorer les outils de simulations, au travers de l’identification des paramètres et des couplages les plus importants, des données et modèles à préciser et des données expérimentales manquantes. Le but est que chaque participant(e) soit en mesure, à la fin de l’école, de maîtriser l’ensemble des étapes d’une approche multi-échelle de modélisation, de les mettre en pratique, mais aussi de discuter avec les développeurs de méthodes et de codes aux échelles mésoscopique et macroscopique, d'identifier les paramètres pertinents pour ces derniers, et de raccorder les échelles en maîtrisant la remontée des incertitudes. De la rencontre entre des acteurs de recherche (très) fondamentale et des acteurs, souvent industriels, d’une recherche plus applicative doit naître la constitution d’un langage commun ainsi qu’une meilleure connaissance des problématiques, des questions, méthodes et outils existants d’une part et des interlocuteurs les plus pertinents dans ces domaines d’autre part.
Au-delà des aspects de formation, cette école vise aussi un objectif de partage de l'information sur les méthodes, d’où une organisation donnant une part importante à des séances « pratiques », qui accompagnera le développement de la communauté pluridisciplinaire identifiée dans le cadre du GDR/Réseau par l’apprentissage et le transfert de méthodes et techniques. Enfin, la rencontre entre acteurs de recherche fondamentale et acteurs, souvent industriels, d’une recherche plus applicative, doit susciter la constitution d’un langage commun, une meilleure mise en relation de ces différents acteurs et faciliter le transfert des connaissances amont vers le monde de l’industrie, et en retour faire peser les enjeux de ce dernier sur la définition des programmes de recherche fondamentale.
PUBLIC CONCERNÉ :
Le public concerné est constitué en priorité de jeunes chercheur.e.s et enseignant.e.s-chercheur.e.s, de doctorants et post-doctorants, et de chercheur.e.s (CNRS ou EPIC : IRSN, CEA, ONERA, …) et enseignant.e.s-chercheur.e.s confirmé.e.s. L’école s’adresse aussi à des ingénieur.e.s et industriel.le.s qui utilisent ou développent des codes dits « industriels » (ST Gobain, EDF, STMicroelectronics, Michelin, …) et qui recherchent à la fois une formation de type fondamentale pour mieux en appréhender les principes et limitations, et des contacts avec le premier milieu pour développer une interface avec la recherche fondamentale.
MODALITÉS PRATIQUES :
Le format adopté est d’une semaine, sur la base d'une soixantaine de personnes (participants, intervenants, organisateurs). Nous avons choisi, après avoir fait appel aux infrastructures de la ville d’Istres lors des deux premières écoles, de nous adresser cette fois au Centre d’Accueil de l’Observatoire Océanologique de Banyuls-sur-Mer, centre de recherche rattaché à Sorbonne Université et au CNRS, espace doté d’un grand auditorium pouvant accueillir une centaine de personnes (cours), de salles de travail spacieuses (ateliers) et de structures d’hébergement et de restauration particulièrement agréables. Ainsi, toute l’école sera organisée à l’observatoire océanographique (repas, pauses, hébergement, cours et ateliers). Ce lieu présente l’avantage de réunir tous les participants à la fois pour l’hébergement, la restauration et les salles de travail permettant des échanges continus tout au long de la durée de l’école. C’est un lieu facilement accessible, convivial et qui se situe dans un cadre agréable propre à attirer les participants et à favoriser des discussions informelles autour d’activités sportives ou culturelles
COMITE D'ORGANISATION :
Il est constitué des membres du Bureau du Réseau ModMat