Ingénieur / Ingénieure robotique en industrie
Safran fabrique des pièces critiques pour moteurs d'avion, dont certaines en matériaux composites tissés 3D, comme les aubes de soufflante et le carter du moteur LEAP. Ce procédé innovant permet d'obtenir des composants légers et résistants, répondant aux exigences de l'aéronautique moderne. Parmi les étapes clés du processus figure le trimming (découpe des excédents), aujourd'hui réalisé manuellement, exposant les opérateurs à des risques SSE et générant une variabilité de qualité. Son automatisation est donc un enjeu majeur pour la sécurité et la compétitivité.
Les renforts tissés 3D présentent toutefois des géométries complexes, des propriétés mécaniques non linéaires et des déformations difficiles à anticiper, rendant les approches robotiques classiques inadaptées. Les stratégies fondées sur la reproduction de trajectoires ou sur des politiques préconfigurées ne permettent ni de modéliser les comportements locaux du matériau, ni d'ajuster les actions en temps réel. Une robotisation fiable nécessite un système capable d'observer, de prédire la réponse mécanique du composite et d'adapter continuellement ses gestes
La thèse vise à développer un modèle de fondation nommé Physics Informed Vision-Language-Action (PI VLA). Contrairement aux modèles VLA actuels, essentiellement statistiques, le PI VLA intégrera explicitement les lois mécaniques du matériau dans le raisonnement robotique. L'objectif est de construire une représentation d'état multimodale informée par la physique, fusionnant données issues de capteurs hétérogènes (caméras RGB D, force/torque, capteurs tactiles) et connaissances mécaniques propres aux composites tissés 3D.
Cette représentation permettra au robot d'adapter ses décisions selon la réaction locale du matériau, de corriger ses gestes lorsque les signaux diffèrent des prédictions et de s'ajuster aux variations structurelles des renforts. L'action deviendra un moyen d'exploration active grâce à une boucle perception action capable d'inférer l'état mécanique du composite, dépassant les approches symboliques ou géométriques et ouvrant la voie à une manipulation plus robuste, intelligente et cohérente avec la physique.
Le développement du PI VLA s'appuiera sur un pipeline de simulation haute fidélité pour modéliser les interactions outil matériau, générer des données d'entraînement massives et tester des stratégies de perception active avant déploiement réel. La validation se fera sur les plateformes robotiques de l'Institut Pascal (Franka, Kuka), particulièrement adaptées aux interactions fines et sensibles au contact.
Ce projet ambitionne de faire progresser la robotique de manipulation d'objets déformables en proposant un paradigme inédit où perception, raisonnement et action sont explicitement liés aux lois physiques du monde réel. Il ouvrira la voie à une automatisation précise et performante de la découpe des composites, au bénéfice de l'industrie aéronautique comme de la recherche scientifique.
La Thèse CIFRE se déroule en collaboration avec l'Institut Pascal de Clermont Ferrand.
