5 décembre 2007
Des idées qui tiennent la route
La Chaire de recherche industrielle CRSNG en calcul scientifique de haute performance met la puissance des maths au service des pneus
Par : Jean Hamann
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André Fortin, professeur au Département de mathématiques et de statistique: «Il faut pouvoir résoudre des millions d'équations pour bien modéliser le comportement d'un pneu».
La surface de caoutchouc qui assure le contact entre une auto et la route fait à peine quatre fois la grandeur de la main, mais elle est investie de grandes responsabilités: en bout de course, des vies humaines en dépendent. Y a-t-il moyen de fabriquer des pneus plus fiables et plus durables, tout en maintenant les coûts de production à un niveau compétitif? Le professeur André Fortin, du Département de mathématiques et de statistique, son équipe du Groupe interdisciplinaire de recherche en éléments finis (GIREF) et les responsables de la R&D chez Michelin North America (Canada) le croient et, avec l'aide financière du Conseil de recherche en sciences naturelles et en génie du Canada, ils se sont donné les moyens de le prouver. En effet, ces partenaires ont procédé, le 28 novembre, au lancement officiel du creuset au sein duquel s'articulera cette collaboration université-entreprise, la Chaire de recherche industrielle CRSNG en calcul scientifique de haute performance.
Au cours des cinq prochaines années, Michelin North America (Canada) injectera 1,2 M$ en espèces et 1,6 M$ en nature, auxquels le CRSNG ajoutera 1 M$, pour développer des outils de modélisation qui permettront de simuler le comportement d’un pneu dans toutes les conditions possibles d’utilisation. «Nos travaux serviront, par exemple, à modéliser l’impact entre un pneu et un clou, un trou ou une chaîne de trottoir ou encore l’aquaplanage», explique André Fortin, le titulaire de la Chaire. «Nous voulons être en mesure de prédire virtuellement les souffrances d’un pneu avant qu’elles ne surviennent», ajoute Ali Rezgui, responsable R&D en mécanique numérique chez Michelin. Une fois ces outils disponibles, les spécialistes de Michelin pourront imaginer de nouveaux pneus et déterminer s’ils tiennent la route en les soumettant à une batterie de tests virtuels.
Les modélisations seront effectuées à l’aide du logiciel MEF++, conçu au GIREF. Écrit en langage informatique C++, cet outil d’analyse numérique fait appel à la méthode des éléments finis qui décrit bien des mouvements complexes et dynamiques, comme la déformation d’un pneu. «Contrairement à ce que l’on pourrait croire, un pneu n’est pas un simple morceau de caoutchouc, souligne André Fortin. C’est un matériau multicouche dont les composantes interagissent non seulement avec la route, mais aussi entre elles. Il faut pouvoir résoudre des millions d’équations pour bien modéliser son comportement.» Cette puissance de calcul proviendra du nouveau calculateur haute performance, doté de 13 000 processeurs, qui sera installé au pavillon Alexandre-Vachon en 2008 grâce à des fonds obtenus par le CLUMEQ (Consortium Laval, Université du Québec, McGill et l’Est du Québec).
Pour mener à bien les travaux de la Chaire, André Fortin pourra compter sur trois professeurs - José Manuel Urquiza, qui agira comme titulaire agrégé, Robert Guénette et Michel Fortin -, et sur une équipe composée de trois professionnels de recherche et d’une dizaine de stagiaires postdoctoraux et d’étudiants-chercheurs. Ce partenariat avec Michelin North America (Canada) s’appuie sur une longue tradition de recherche en mathématiques appliquées à l’Université, qui a été amorcée dans les années 1970 par le professeur Michel Fortin.
Au cours des cinq prochaines années, Michelin North America (Canada) injectera 1,2 M$ en espèces et 1,6 M$ en nature, auxquels le CRSNG ajoutera 1 M$, pour développer des outils de modélisation qui permettront de simuler le comportement d’un pneu dans toutes les conditions possibles d’utilisation. «Nos travaux serviront, par exemple, à modéliser l’impact entre un pneu et un clou, un trou ou une chaîne de trottoir ou encore l’aquaplanage», explique André Fortin, le titulaire de la Chaire. «Nous voulons être en mesure de prédire virtuellement les souffrances d’un pneu avant qu’elles ne surviennent», ajoute Ali Rezgui, responsable R&D en mécanique numérique chez Michelin. Une fois ces outils disponibles, les spécialistes de Michelin pourront imaginer de nouveaux pneus et déterminer s’ils tiennent la route en les soumettant à une batterie de tests virtuels.
Les modélisations seront effectuées à l’aide du logiciel MEF++, conçu au GIREF. Écrit en langage informatique C++, cet outil d’analyse numérique fait appel à la méthode des éléments finis qui décrit bien des mouvements complexes et dynamiques, comme la déformation d’un pneu. «Contrairement à ce que l’on pourrait croire, un pneu n’est pas un simple morceau de caoutchouc, souligne André Fortin. C’est un matériau multicouche dont les composantes interagissent non seulement avec la route, mais aussi entre elles. Il faut pouvoir résoudre des millions d’équations pour bien modéliser son comportement.» Cette puissance de calcul proviendra du nouveau calculateur haute performance, doté de 13 000 processeurs, qui sera installé au pavillon Alexandre-Vachon en 2008 grâce à des fonds obtenus par le CLUMEQ (Consortium Laval, Université du Québec, McGill et l’Est du Québec).
Pour mener à bien les travaux de la Chaire, André Fortin pourra compter sur trois professeurs - José Manuel Urquiza, qui agira comme titulaire agrégé, Robert Guénette et Michel Fortin -, et sur une équipe composée de trois professionnels de recherche et d’une dizaine de stagiaires postdoctoraux et d’étudiants-chercheurs. Ce partenariat avec Michelin North America (Canada) s’appuie sur une longue tradition de recherche en mathématiques appliquées à l’Université, qui a été amorcée dans les années 1970 par le professeur Michel Fortin.
