DOCTORANT – thèse “Jumeaux numériques de la construction et des infrastructures dans leur environnement” – H/F

L’entreprise

Présentation de l’entreprise :

L’ESTP Paris est une Grande École d’Ingénieurs qui forme des cadres dans le vaste domaine de la construction et de l’aménagement du cadre de vie. Elle a un effectif d’environ 3 000 étudiants, dont 2 500 élèves ingénieurs et étudiants en Masters, 300 en formations techniciens spécialisés et licence professionnelle, 200 en Mastères Spécialisés®. Elle a des activités de formation continue et de recherche innovation.

Elle est implantée sur quatre sites, à Paris pour la formation continue, en proche banlieue à Cachan pour toutes les formations initiales et la recherche, à Troyes depuis la rentrée 2017 pour une partie de la filière Ingénieur – spécialité Bâtiment, ainsi qu’à Dijon depuis septembre 2019 pour une partie de la filière Ingénieur – spécialité Travaux Publics.

Elle développe régulièrement de nouvelles formations (formation d’ingénieur sous statut apprenti en 2012, licence Professionnelle Projeteur et Bureau d’études en 2014, Licence Topographie en 2017) ou des partenariats et double-diplômes (10 % des élèves ingénieurs de l’ESTP Paris sont diplômés Ingénieur-Architecte) etc.

Elle est membre associé de Paris-Est Sup.

Enfin, l’ESTP Paris se distingue par ses liens particulièrement étroits avec les entreprises et sa large ouverture internationale.

Le poste

Contexte :

L’ESTP a lancé la chaire « Jumeaux numériques de la construction et des infrastructures dans leur environnement », avec Bouygues Construction, Egis, SNCF Réseau, Schneider Electric, le BRGM et Arts et Métiers. L’objectif est de porter une vision holistique et partagée du sujet – de la connaissance aux applications concrètes – qui favorise le partage d’une production industrielle et scientifique. La volonté est d’inscrire le jumeau au service de la transition numérique du secteur de la construction, et en soutien de la continuité numérique, de la pérennité des données et de leur interopérabilité.

La chaire offre un environnement de travail particulièrement riche, en interaction avec de multiples experts académiques et industriels. Elle prévoit de recruter plusieurs doctorants qui travailleront sur des problématiques complémentaires et collaboreront pour lever les différents verrous scientifiques et techniques du domaine.

Rattachement hiérarchique : Rattaché(e) à un Enseignant-Chercheur.

Missions principales :

Le jumeau numérique (JN) est une composante de l’environnement commun des données qui font foi pour l’ensemble des propriétaires, concepteurs, constructeurs et utilisateurs de l’ouvrage. Tout comme les autres moyens de stocker et de diffuser des données (base de données, système d’information géographique etc.), les jumeaux numériques en cours de création devront être mis à jour de manière simple et efficace afin de continuer à être valable dans le temps.

Aujourd’hui les différents jumeaux numériques sont alimentés par des sources de données continues (IOT) ou ponctuels (scanner laser 3D, caméras) qui peuvent être considérées comme des vérités terrains. Le sujet de thèse a pour objectif d’étudier les écarts entre ces sources de données et le contenu du jumeau numérique existant. Ces éventuels écarts témoigneront de l’évolution du système physique, rendant en partie obsolète le clone numérique. Ces écarts seront remontés par un système d’alerte (avec proposition de mise à jour du clone). Une réflexion sera menée sur les processus de mise à jour du système.

Le cas d’usage portera sur une portion de ligne ferroviaire entre Lyon et Saint-Etienne. Cette ligne est équipée de différents capteurs IoT, et régulièrement circulée par des trains de surveillance de la voie équipés de scanner laser 3D.

Un premier travail de thèse consistera à faire une étude de l’état de l’art des types de données utilisés de manière conventionnelle pour la création de jumeaux numériques tel que :

  • Les nuages de points 3D
  • Les images issues de caméras
  • Les données issues d’IoT

Une fois ces données identifiées, un travail à part entière de qualification de la donnée et de détection de changement sera mené. Il conviendra de déterminer la bonne granularité pour la comparaison des données. Ce travail permettra de mettre en évidence des changements et d’évaluer la nécessité de mise à jour du jumeau numérique.

La deuxième phase se focalisera sur le choix d’une méthode de fusion des données hétérogènes (nuages de points, capteurs IoT, etc.) afin de confronter les différentes sources de données, et de proposer un système d’alerte.

Enfin, la dernière étape concernera la proposition d’un système de mise à jour du Jumeau Numérique pour remonter les écarts identifiés, en vue de les faire valider et appliquer par l’utilisateur.

Ces différentes étapes seront mises en application sur des données réelles issues du cas d’étude ferroviaire évoqué plus haut.

Les résultats obtenus tout au long de cette thèse seront valorisés à travers des publications scientifiques dans des conférences et revues internationales du domaine.

Profil recherché

Profil/ Expérience :

  • Formation d’ingénieur ou master recherche en informatique, mathématique, avec une forte appétence pour la programmation informatique.
  • Goût pour la recherche, connaissance en Lidar, méthodes d’optimisation, simulation numérique, données hétérogènes, fusion de données, etc ;
  • Rigueur et capacité à s’investir pleinement dans un sujet de recherche ;
  • Aptitude au travail en équipe ;
  • Une bonne capacité rédactionnelle et une maîtrise de la langue anglaise.

Localisation : La thèse se déroulera à l’ESTP au sein de l’IRC (Institut de recherche en constructibilité) – Campus Cachan. Quelques déplacements/missions sont à prévoir sur le site de Bouygues Construction. Des accès à des chantiers en cours de construction seront réalisés.

La thèse sera dirigée par Pr. Fakhreddine Ababsa (ENSAM) et encadrée par deux enseignants chercheurs de l’ESTP et de l’ENSAM ainsi que par un expert de SNCF Réseau.

Statut : Technicien – Horaire Collectif

Disponibilité : Octobre 2022

Dossier de candidature : 15 septembre 2022

  • CV détaillé,
  • Relevés de notes des trois dernières années, et classement dans la promotion,
  • Lettre de motivation
  • Deux lettres de recommandation

Les candidat(e)s sont invité(e)s à adresser le dossier à

Compétences recherchées

  • Jumeau Numérique
  • Lidar
  • Nuage de points
  • Images
  • données Iot
  • Post-traitement
  • Qualification de données
  • Calage de données
  • Méthodes de fusion de données
  • 3D
  • Infrastructure
  • Système d’alerte
  • Processus de mise à jour

ESTP Paris

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