Stage : Outil de simulation de l’interaction sol/système multi-corps

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Présentation INRAE

L’Institut national de recherche pour l’agriculture, l’alimentation et l’environnement (INRAE) est un établissement public de recherche rassemblant une communauté de travail de 12 000 personnes, avec 272 unités de recherche, de service et expérimentales, implantées dans 18 centres sur toute la France. INRAE se positionne parmi les tout premiers leaders mondiaux en sciences agricoles et alimentaires, en sciences du végétal et de l’animal. Ses recherches visent à construire des solutions pour des agricultures multi-performantes, une alimentation de qualité et une gestion durable des ressources et des écosystèmes.

Environnement de travail, missions et activités

Le stage proposé s’effectuera au sein de de l’Unité de recherche Technologies et Systèmes d’Information pour les Agrosystèmes (TSCF) et portera sur la simulation du sol et de l’interaction d’un système mobile avec le sol.

La compaction du sol est un problème environnemental majeur causé par la circulation d'engins lourds. Le projet Soil-FriendBot a comme objectif de proposer des solutions de mobilité, basées sur la robotique reconfigurable, à impact réduit sur le sol. Pour comparer différentes solutions de conception et de commande de point de vue impact sur le sol, un outil de simulation/co-simulation permettant à la fois de simuler le comportement mécanique du sol et la dynamique des systèmes multi-corps (le robot mobile) est nécessaire. Cet outil doit permettre de modéliser et de quantifier les variations des caractéristiques mécaniques du sol suite au passage du robot et donc de quantifier son impact en termes de compaction et de cisaillement du sol.

La modélisation du sol déformable est un sujet clé dans le choix des paramètres de conception des engins tout-terrain, des pneumatiques et des outils agricoles. Des modèles empiriques, semi-empiriques et analytiques avaient été utilisés dans le passé pour modéliser le sol. Des modèles numériques basés sur la méthode d’élément finis (FEM) sont apparus par la suite et ont montré leur efficacité dans la modélisation de l’interaction roue/sol. Récemment, des modèles basés sur une modélisation granulaire du sol permettent de modéliser l’interaction roue/sol et outil/sol. En se basant sur ces différentes approches de modélisation du sol des outils de simulation payant (EDEM de Altaïr, LS-DYNA d’ANSYS, ABAQUS, etc.) mais aussi en open source (PFC3D, Chrono, etc.) ont apparu et ont été mis en œuvre dans les travaux de recherche et des projets industriels.

Objectif du stage :

Proposer/concevoir un outil de simulation permettant de modéliser un robot mobile évoluant sur un sol déformable. Les étapes du travail seront les suivantes :

- Réaliser une recherche bibliographique sur les solutions de modélisation et de simulation de l'interaction roue/sol (roues rigides et flexibles), en identifiant les modèles utilisés pour la simulation du sol et les paramètres utilisés dans ces modèles.

-  Identifier les outils de simulation ou de co-simulation pouvant être utilisés pour simuler l'interaction d'un sol déformable avec un robot mobile, ainsi que l'effet multi-passage et la compaction du sol.

- Mettre en œuvre ou reproduire les outils les plus pertinents pour simuler/cosimuler un robot reconfigurable à roues souples se déplaçant sur un sol déformable.

- Réaliser des tests simulés du mouvement du robot, en faisant varier sa configuration ainsi que la topologie et les caractéristiques du sol, afin de déduire l'effet des conditions de mouvement et des variations de configuration sur la compaction et le cisaillement (érosion) du sol.

Formations et compétences recherchées

Formation recommandée : Master 2 ou ingénieur de formation mécanique/robotique.

Connaissances souhaitées : Mécanique théorique, mécanique des milieux continus, programmation.

Expérience appréciée : Simulation robotique, simulation de la dynamique des systèmes multi-corps.

Aptitudes recherchées : anglais (compréhension écrite), rigueur et esprit d’initiative.

Votre qualité de vie à INRAE

En rejoignant INRAE, vous bénéficiez (selon le type de contrat et sa durée) :

-  de 2.5 jours de congés par mois de présence ;
- d'un soutien à la parentalité : CESU garde d'enfants, prestations pour les loisirs ;
- de dispositifs de développement des compétences : formation, conseil en orientation professionnelle ;
- d'un accompagnement social : conseil et écoute, aides et prêts sociaux ;
- de prestations vacances et loisirs : chèque-vacances, hébergements à tarif préférentiel ;
- d'activités sportives et culturelles ;
- d'une restauration collective.

Le site des Cézeaux est desservi par la ligne de Tram A, il est également équipé de stationnements et de services dédiés à la pratique du vélo.

Modalités pour postuler

J'envoie mon CV et ma lettre de motivation