David Néron : Réduire les modèles pour simuler plus rapidement

David Néron est professeur des universités à l’École normale supérieure (ENS) Paris-Saclay, chercheur au Laboratoire de mécanique Paris-Saclay (LMPS – Univ. Paris-Saclay, CentraleSupélec, ENS Paris-Saclay, CNRS) et directeur de la Graduate School Métiers de la recherche et de l’enseignement supérieur. Il est spécialiste de la réduction de modèles qu’il utilise dans le cadre de la simulation hautes performances en mécanique.

En entrant en classes préparatoires scientifiques, c’est à l’enseignement que David Néron se destine. Oui mais… « Je pensais d’abord passer par une école d’ingénieurs et me tourner ensuite vers l’enseignement, avec dans le fond cette idée qu’il me fallait commencer par me confronter à des problématiques concrètes pour me sentir légitime en tant qu’enseignant », précise-t-il d’emblée. Finalement, c’est à l’ENS Cachan (aujourd’hui ENS Paris-Saclay), dans le département Sciences de l’ingénieur qu’il intègre à l’issue de sa prépa, qu’il trouve sa voie. « Lorsque j’ai découvert la recherche au sein de ce département, l’idée de devenir enseignant-chercheur s’est tout naturellement imposée à moi », se souvient David Néron. Une évidence qui le conduit à réaliser une thèse sur la simulation des interactions fluide-structure dans les milieux poreux au sein du Laboratoire de mécanique et technologie (LMT – ENS Paris-Saclay, CNRS, Univ. Paris-Saclay), en collaboration avec l’Université de Padoue en Italie. Alors qu’il est maître de conférence à l’ENS Cachan, il part une année en délégation CNRS dans un laboratoire de l’école Centrale. Il devient en 2014 professeur des universités à l’ENS Cachan, et revient au LMT dont il devient le directeur-adjoint entre 2015 et 2021, juste avant que ce dernier ne fusionne avec le laboratoire Mécanique des sols, structures et matériaux (MSSMat – Univ. Paris-Saclay, CentraleSupélec, CNRS) au 1er janvier 2022 pour devenir le Laboratoire de mécanique Paris-Saclay (LMPS – Univ. Paris-Saclay, CentraleSupélec, ENS Paris-Saclay, CNRS). Depuis 2021, David Néron est président de l’Association française de simulation numérique en mécanique.

Les méthodes de réduction de modèles

Alors qu’il imagine, au début de sa carrière de recherche, se consacrer au domaine de la biomécanique appliquée au sport, David Néron s’oriente finalement vers la simulation numérique et le calcul hautes performances, avec pour fil rouge la thématique de la réduction de modèles. « Par réduction de modèles, il faut entendre un ensemble de techniques qui permettent d’extraire des facteurs communs à différentes simulations et ainsi de représenter de manière compacte les solutions des équations de la physique. Concrètement, nous essayons d’aborder chaque problème en exploitant à la fois les données, les mesures, les équations et les calculs déjà réalisés », explique l’enseignant-chercheur. L’avantage de ces méthodes et de cette représentation de l’information ? Disposer d’une série d’algorithmes permettant de résoudre de manière plus rapide les équations et ainsi de faciliter le travail de calcul des ingénieures et ingénieurs. « Ce sont des méthodes qui peuvent être vues d’un point de vue purement mathématique, mais dans lesquelles le sens physique peut encore améliorer les performances », ajoute l’enseignant-chercheur. 

Des travaux à la frontière des communautés

Aujourd’hui, la thématique de recherche de David Néron se situe à cheval entre la simulation numérique en mécanique et les mathématiques appliquées, deux communautés qui n’ont pas toujours travaillé de manière aussi étroite. « Jusqu’il y a une quinzaine d’années, chaque communauté travaillait sur ce sujet dans son coin, sans forcément regarder ce que faisaient les autres. Puis nous nous sommes progressivement rendus compte que les techniques et les méthodes que nous développions étaient finalement connexes, et que nous avions beaucoup à faire ensemble. Nous avons appris à nous comprendre et les communautés se sont rapprochées, que ce soit autour de projets communs, mais aussi de séminaires et congrès communs. Ce thème est également très lié à celui de l’intelligence artificielle, communauté dont nous nous rapprochons également de plus en plus », indique David Néron.

Une volonté d’application à l’industrie

Ces méthodes de réduction de modèle et de simulation de calcul hautes performances trouvent évidemment des applications dans l’industrie. « Nous travaillons régulièrement avec des acteurs tels que Safran, Siemens, Airbus, le CEA ou le CNES, dont les ingénieures et ingénieurs sont souvent confrontés à de gros calculs. Grâce à nos outils, elles et ils peuvent tester leurs idées plus rapidement et gagner un temps précieux dans leur travail d’innovation », explique David Néron. Lui qui voulait passer par une école d’ingénieurs pour se confronter « à la vraie vie » avant d’enseigner fait donc aujourd’hui, d’une certaine manière, le chemin inverse. « En tant que chercheur, j’ai vraiment à cœur de voir le fruit de mes recherches servir le monde industriel et faire avancer des projets concrets. D’autant plus que nous avons tissé des liens forts avec les industriels avec lesquels nous travaillons et qu’ils soutiennent également des aspects plus fondamentaux de nos recherches », ajoute-t-il.

Former les futures enseignantes-chercheuses et les futurs enseignants-chercheurs 

S’il enseigne la réduction de modèles en deuxième année de master recherche, David Néron a également toujours eu à cœur de contribuer, par ses enseignements, à former les enseignantes-chercheuses et enseignants-chercheurs de demain. « Quand on a été élève et que l’on enseigne à l’École normale supérieure, cette dimension de la formation par la recherche, mais également aux métiers de la recherche et l’enseignement supérieur, fait vraiment partie de notre culture », indique David Néron. En plus d’enseigner en deuxième année du master FESup Sciences de l’ingénieur à l’ENS Paris-Saclay, c’est assez naturellement que David Néron a accepté en 2021 de prendre la direction de la Graduate School Métiers de la recherche et de l’enseignement supérieur. « C’est pour moi une vraie satisfaction que de contribuer à fédérer, à l’échelle de l’Université Paris-Saclay, toutes les actions destinées aux étudiantes et aux étudiants qui se prédisposent aux métiers de la recherche et/ou à l’enseignement supérieur », se réjouit David Néron.

Préparer l’interdisciplinarité de demain

Outre le fait d’être dédiée aux étudiantes et étudiants se projetant vers des études longues, intensives en recherche et visant une professionnalisation vers les métiers de la recherche et de l’enseignement supérieur, cette Graduate School transverse a pour particularité sa pluridisciplinarité. « Notre objectif a été dans un premier temps, au sein du conseil, d’apprendre à nous connaître pour trouver un langage commun et créer un sentiment d’appartenance. Ce premier travail réalisé, nous avons désormais pour ambition de créer au sein de cette Graduate School une vitrine de ce qu’est la recherche dans les différentes disciplines, afin de préparer au mieux nos étudiantes et nos étudiants à l’interdisciplinarité de demain », explique David Néron. Pour porter cette ambition, la Graduate School lance dès cette année l’initiative « Pousse de chercheurs et de chercheuses, cultivez vos méninges », organisée autour de plusieurs actions concrètes. La première a été la tenue d’un congrès junior pluridisciplinaire le 02 juin 2022, où toutes les présentations ont été données par des étudiantes et étudiants participant à des immersions recherche dans leur formation. « Tandis que certaines et certains ont joué le rôle de chairman, d’autres sont intervenus en plénière ou en atelier pour présenter leurs travaux », explique David Néron. Dans la foulée de ce congrès, l’idée est de créer un journal junior auquel contribueraient les étudiantes et étudiants eux-mêmes, en se prêtant à l’exercice de la publication pour présenter leur projet de recherche. « Nous envisageons enfin de créer en 2023 des laboratoires juniors, en permettant, par du financement et du coaching, à des équipes interdisciplinaires d’étudiantes et d’étudiants de monter des projets communs transverses et ainsi de faire très tôt l’expérience de l’interdisciplinarité qu’elles et ils pratiqueront sans doute de plus en plus tout au long de leur carrière », conclut David Néron.