Résumé du Séminaire jeunes chercheurs du 17 juin 2020

Le 17 juin 2020, le CFC a organisé en ligne le dernier Séminaire jeunes chercheurs du semestre, où Pierre Do et Gaël Bizet ont pu présenter leurs travaux de recherche.

Tout d’abord, Pierre Do, en quatrième année de doctorat à l’Université de Tsinghua en ingénierie hydraulique, nous a présenté sa thèse : « Exploring Synergies in the Water-Food-Energy Nexus by Using an Integrated Hydro-Economic Optimization Model for the Langcang-Mekong River Basin ». Celle-ci étudie les impacts du partage des ressources hydrauliques entre les 6 pays que traverse le Mékong – Chine, Myanmar, Laos, Thaïlande, Cambodge et Vietnam. Pour cela, il s’est concentré sur trois secteurs : l’eau (le fleuve), l’agriculture (l’irrigation des cultures) et l’énergie (les barrages).

Pierre Do prend également en compte la composante institutionnelle, en mettant en avant le rôle de la Lancang-Mekong Cooperation (LMC), créée par la Chine en 2016 et qui depuis est devenue l’instance politique décisionnaire dans la région.

Sa problématique s’attache à la manière dont les barrages – controversés vis-à-vis des impacts sur l’écosystème et des déplacements de population – peuvent être utilisés de façon positive. L’objet de son étude est de regarder comment améliorer la gestion des barrages, basée sur la coopération entre pays.

Pour cela, Pierre Do a construit un modèle intégrant trois paramètres – la production hydroélectrique, la production agricole par irrigation et le rendement de la pisciculture – à travers les trois composantes que sont les données hydrologiques, les infrastructures hydroélectriques (barrages et autres) et les zones d’irrigations et pratique de culture dans le bassin versant. Ce modèle vise à créer une « condition référence » servant de base pour ensuite y apporter des variations et ainsi formuler des scénarios possibles. Le modèle explique le fonctionnement d’un bassin versant et essaye de comprendre quelles sont les conséquences de la gestion des barrages sur les secteurs de l’hydrologie, l’hydroélectricité et l’irrigation.

Ce modèle met en lumière des compromis entre les différentes données. Son étude révèle ainsi que les barrages peuvent augmenter les revenus pour l’irrigation, et ce notamment en période de sécheresse, d’où la nécessaire coopération et le partage d’informations entre la Chine en amont et les autres pays en aval. Dans certains cas, l’utilisation de l’eau des barrages peut également améliorer la production piscicole, mais elle se trouve alors en compétition avec l’irrigation des cultures.

Enfin, Pierre Do soutient que la gestion de ce bassin a accentué le leadership chinois dans la région, lequel a travaillé en bonne intelligence pour développer économiquement la région grâce à la construction des barrages. Il conclut donc que les barrages sont positifs pour la coopération régionale. Florence Padovani nuance le propos en rappelant les manifestations des populations locales, notamment au Laos, qui se trouvent tributaires des actions de la Chine en amont du fleuve. De plus, les projets de construction de barrages chinois emploient souvent de la main d’œuvre chinoise au détriment des populations locales.

Lors de la séance de questions-réponses qui a suivi la présentation, Pierre Do est revenu sur les raisons du choix du sujet, et les relations qu’il entretient avec son directeur de thèse. La coopération intergouvernementale en Asie du sud-est dans le domaine hydraulique a également été abordée.

Arnaud Debauge lors de la séance de questions-réponses

 

Dans un second temps, Gaël Bizet, actuellement en master double diplôme entre l’École Centrale de Nantes et l’Université de Tsinghua en mécanique du solide et simulation, nous a présenté une introduction à la simulation (et l’expérimentation) en mécanique.

Tout d’abord, Gaël Bizet est revenu sur les notions physiques élémentaires que sont la mécanique, la méthode des éléments finis et la simulation. La mécanique des milieux continus est l’étude des mouvements dans l’espace d’un objet déformable que l’on considère dans son ensemble. Cela présente deux variables essentielles que sont la déformation de l’objet ainsi que la contrainte, ou pression interne, que celui-ci subit. La simulation est un outil de visualisation qui utilise un ensemble d’équations prédisant la réaction d’un objet dans une situation donnée. Pour la réaliser, on utilise la méthode des éléments finis : on effectue une sorte de maillage sur l’objet que l’on veut étudier – car considérer un objet dans son ensemble revient à le diviser en une multitude de points plus ou moins précis – pour pouvoir prédire son mouvement.

La simulation revient donc à appliquer la mécanique des milieux continus avec la méthode des éléments finis. Plus le maillage sera fin, plus la simulation ressemblera à la réalité. Le rôle de l’ingénieur est donc de faire un compromis entre la précision de la simulation et le coût de calcul (plus la simulation est précise et plus les coûts pour la réaliser sont élevés).

Pour illustrer ses propos, Gaël Bizet a présenté l’exemple du brasage, une méthode d’assemblage de métaux sur laquelle il a travaillé pendant un stage en entreprise. Cette technique est notamment utilisée dans les industries de précision comme l’aéronautique. Il lui a été demandé de créer une simulation pouvant modéliser les contraintes engendrées par le brasage sur une pièce finale. Quoique toujours une approximation, ce type de simulation est couramment utilisé dans ces industries de précision pour éviter au maximum les tests physiques, très coûteux, sur les pièces à tester.

Lors de la séance de questions-réponses qui a suivi la présentation, Gaël a présenté le sujet du mémoire de master qu’il rédigera l’année prochaine, et qui concernera une autre technique utilisée dans les matériaux : le moulage. Il va étudier l’influence des trous dans une pièce, créés par le moulage de celle-ci, sur la durée de vie de la pièce. Il se focalisera en particulier sur une pièce du réacteur d’un avion, pour pouvoir pronostiquer, selon le nombre, la taille, et la concentration des trous créés par le moulage, combien de vols, décollages et atterrissages ladite pièce pourra supporter.

Yannick Podgorski a ensuite souligné la potentialité de l’amélioration des simulations grâce aux nouvelles méthodes informatiques comme celle des ordinateurs quantiques apportant une plus grande puissance de calcul. Cela permettra de réduire le compromis entre précision de la simulation et coût du calcul.

Pour terminer ce Séminaire jeunes chercheurs, qui conclut également le cycle des Séminaires 2019-2020 du CFC, la directrice du Centre Florence Padovani a remercié l’ensemble des participants, et rappelé l’intérêt de ces Séminaires qui, avec des présentations d’étudiants en master et de doctorants, en sciences dites « dures » comme en sciences humaines et sociales, nous permettent de nous enrichir mutuellement.