HAL Arts et Métiers
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Comment l'IA révolutionne les métiers d'ingénieur : l'essor de l'ingénierie générative
No full textL’intelligence artificielle, et plus encore l’IA générative, est en train de transformer en profondeur les métiers de l’ingénierie. Ce n’est pas une évolution cosmétique, mais une bascule. Nous passons d’une ingénierie sous contraintes à une ingénierie augmentée — capable d’itérer, de simuler, d’optimiser à une vitesse et une échelle inédites.Ce rapport du Think Tank Arts & Métiers arrive à point nommé. Il montre que l’IA générative ne se contente pas de remplacer ou d’automatiser. Elle amplifie l’ingéniosité humaine, elle permet de travailler avec des compagnons IA capables de générer, proposer, anticiper. Elle fait des jumeaux numériques une réalité vivante, agile, évolutive, et non plus une maquette figée. Elle donne au jeune ingénieur l’accès au savoir accumulé de toute une profession, elleouvre des perspectives nouvelles sur l’attractivité du métier, son impact, sa responsabilité. Je retrouve dans cette étude des intuitions que nous vivons déjà concrètement, chez Bouygues comme au sein du collectif Impact AI, que je préside. L’IA s’infiltre dans tous les métiers de l’ingénierie — du génie civil à l’électronique, du management de projet à la modélisation des systèmes complexes. Elle ne remplace pas l’ingénieur : elle le transforme, elle le révèle. Et surtout, elle l’équipe pour relever les défis gigantesques de notre temps : urgence climatique, transition énergétique, réindustrialisation, résilience des territoires. Ce rapport n’est pas un point final. C’est un point de départ. À tous ceux qui pensent que l’IA est réservée aux métiers du numérique : regardez ce que l’ingénierie en fait déjà. Et imaginez ce que nous pourrions en faire demain
Block-copolymer nano-manufacturing via spatially controlled interface and wetting manipulations
No full textInternational audienc
Accompagner la transformation technologique en milieu manufacturier : une étude exploratoire des perceptions et adaptations des opérateurs face à l’IA
No full textInternational audienceThe growing integration of artificial intelligence (AI) into operations management is profoundly transforming production environments. While AI offers significant benefits in terms of analysis and automation, it also generates tensions by reshaping work practices, employee engagement, and motivation. This study adopts an exploratory approach within a real organizational setting to analyze the effects of AI implementation on the practices and perceptions of production operators. It highlights the ambivalent experiences of frontline workers, who navigate between perceived opportunities and concerns over a technology sometimes viewed as intrusive. Preliminary findings identify key challenges related to AI appropriation and underscore the need for a deeper understanding of organizational change dynamics. Finally, the study provides an opportunity to confront and validate findings from experimental research conducted in a learning factory within an actual industrial context.L’intégration croissante de l’intelligence artificielle (IA) dans la gestion des opérations transforme en profondeur les environnements de production. Si l’IA promet des gains significatifs en matière d’analyse et d’automatisation, elle suscite également des tensions en redéfinissant les pratiques de travail, l’engagement et la motivation des opérateurs. Cette étude adopte une approche exploratoire en contexte organisationnel réel afin d’analyser les effets de l’introduction d’une IA sur les pratiques et les perceptions des opérateurs de production. Elle met en évidence les ambivalences ressenties par les acteurs de terrain, partagés entre les opportunités qu’ils perçoivent et les inquiétudes suscitées par une technologie parfois considérée comme intrusive. Les premiers résultats permettent ainsi d’identifier les principaux défis liés à l’appropriation de l’IA et soulignent la nécessité d’une réflexion approfondie sur les dynamiques de changement organisationnel. Enfin, l’étude permet de confronter et de valider, dans un cadre industriel réel, les enseignements issus de recherches expérimentales menées en usine-école
Étude cristallographique sur transformation de phase et mécanisme de déformation des alliages métastables à haute entropie
No full textL'auteur a souhaité limiter l'accès aux membres de l'Enseignement supérieur français jusqu'au 1er janvier 2030FCC-structured HEAs/MEAs are known for their excellent combination of strength and ductility. Among their various strengthening strategies, it has attracted considerable attention to tune the SFE to improve their mechanical performance. However, the fundamental understanding of dislocation behavior in the ultra-low-SFE HEAs/MEAs, especially their effect on the microstructure formation during processes of annealing and the interaction with crystal defects remains limited. In the present work, an ultra-low-SFE MEA (Co66.66Cr16.67V16.67) was designed. Combined with the crystallographic analysis, the dislocation behavior during both annealing process and subsequent deformation was thoroughly investigated. It was found that, after cold rolling followed by recrystallization at 1000 °C for 30 minutes, the alloy exhibits a pronounced tendency to form the sigma phase. The dislocation dissociation assists the nucleation of the sigma phase and promotes the development of a heterogeneous lamellar microstructure. Nano-sized sigma particles enriched in Cr/V and depleted in Co were precipitated ultra-rapidly and uniquely during the heating process. The precipitation is spatially inhomogeneous. The ultra-rapidity of the precipitation was achieved by the segregation of the Cr/V atoms via crystal defect-aided diffusion for composition change and by structure transformation via dislocation dissociation. The similarity of the atomic arrangement of the partial dislocations to that of the {001} sigma planes provide favorable structure transformation stimulus. In consequence, the orientations of the intensively activated dislocation slip planes dictated those of the sigma {001} planes via the FCC {111} to sigma {001} heredity, leading to the specific sigma texture. Owing to the spatially inhomogeneous precipitation, a heterogeneous lamellar microstructure was formed, composed of alternatively distributed fine dual-phased layers and coarse single-phased layers. After recrystallization at 1200 °C for 3 minutes, the Co-Cr-V alloy exhibits an excellent work-hardening ability in the early stage of plastic deformation. This behavior is primarily attributed to planar dislocation slip that is induced by the synergistic effects of dislocation dissociation and CSRO domains. The elevated work-hardening rate arises from the interaction between dislocation planar slip and annealing twins, the formation of stair-rod dislocations and the dynamic refinement of slip bands. Such planar slip behavior mitigates dislocation localization, enabling more homogeneous dislocation glide within grains and thereby sustaining a combination of strength and ductility. Once the recrystallized sample was further aged at 700 °C for 15 minutes, fine and uniformly distributed L12-ordered domains appeared. These ordered domains significantly enhanced the work-hardening rate of the alloy by impeding dislocation motion, particularly in the early stages of plastic deformation. Additionally, their presence promoted the formation of irregular stacking faults and dislocation loops, which further obstructs the dislocation glide and contributes to the improvement of strain-hardening behavior. Owing to the pronounced planar dislocation slip behavior in the Co-Cr-V alloy, strong interactions occur between dislocations and twin boundaries (twin-slip interaction), which is often accompanied by specific dislocation reactions. To gain deeper insights into this interaction, we developed a novel methodology to identify this twin-slip interaction modes. This approach replaces traditional trial-and-error techniques with a systematic and well-defined procedure, substantially reducing experimental time and manual workload. The present work provides comprehensive information on the dislocation behavior of Co-Cr-V alloy. This study deepens the fundamental understanding of plastic deformation in low-SFE FCC alloys, and provides new insights and guidance for the design of new FCC alloys with high performance.Les alliages à haute ou moyenne entropie (HEAs/MEAs) à structure CFC sont connus pour leur excellente combinaison de résistance et de ductilité. Parmi les diverses stratégies de renforcement, l'ajustement de l'énergie de faute d'empilement (SFE) suscite un grand intérêt pour améliorer leurs propriétés mécaniques. Toutefois, la compréhension du comportement des dislocations dans les HEAs/MEAs à SFE ultra-faible, notamment leur rôle dans la formation microstructurale pendant le recuit et leur interaction avec les défauts cristallins (macles de recuit, amas ordonnés), reste encore limitée. Dans cette étude, un MEA à SFE ultra-faible (Co66,66Cr16,67V16,67) a été conçu et fabriqué. En combinant l'analyse cristallographique, le comportement des dislocations a été étudié durant le recuit et la déformation. Après laminage à froid suivi d'une recristallisation à 1000 °C pendant 30 minutes, l'alliage montre une forte tendance à former la phase sigma. La dissociation des dislocations facilite sa nucléation et favorise une microstructure lamellaire hétérogène. Des particules nanométriques de phase sigma, enrichies en Cr et V et appauvries en Co, précipitent de façon ultra-rapide pendant le chauffage. Cette précipitation inhomogène est activée par la diffusion facilitée via les défauts cristallins, ainsi que par la transformation structurale induite par la dissociation des dislocations. La similitude entre l'agencement atomique des dislocations partielles et les plans {001} de la phase sigma fournit un stimulus favorable. Les plans de glissement activés orientent ainsi les plans sigma {001} via l'héritage FCC {111} → sigma {001}, donnant une texture spécifique. La microstructure finale présente des couches fines biphasées alternant avec des couches épaisses monophasées. Après un recuit à 1200 °C pendant 3 minutes, l'alliage présente une excellente capacité d'écrouissage au début de la déformation plastique. Ce comportement est attribué au glissement planaire des dislocations, favorisé par la dissociation et la présence de domaines à ordre à courte portée (CSRO). L'élévation du taux d'écrouissage provient de l'interaction entre les dislocations planes et les macles, de la formation de dislocations d'escaliers, et du raffinement dynamique des bandes de glissement. Ce mode de glissement homogène limite la localisation des dislocations, maintenant ainsi un bon équilibre entre résistance et ductilité. Après vieillissement à 700 °C pendant 15 minutes, de fins domaines ordonnés de type L1₂ se forment de manière homogène. Ces domaines freinent le mouvement des dislocations, surtout au début de la déformation, et favorisent la formation de défauts d'empilement irréguliers et de boucles de dislocations, renforçant davantage l'écrouissage. Enfin, en raison du glissement planaire prononcé, de fortes interactions entre dislocations et macles apparaissent, souvent avec des réactions spécifiques. Pour approfondir la compréhension de ces mécanismes, une nouvelle méthode a été développée pour identifier systématiquement les modes d'interaction macle-glissement dans les alliages à faible SFE, remplaçant les approches empiriques par une procédure structurée, réduisant considérablement le temps expérimental et la charge de travail. Le présent travail fournit des informations complètes sur le comportement des dislocations dans l'alliage Co-Cr-V. Cette étude approfondit non seulement la compréhension fondamentale de la déformation plastique dans les alliages CFC à faible SFE, mais fournit également de nouvelles perspectives et orientations pour la conception d'alliages CFC haute performance
In situ time-resolved X-ray absorption spectroscopy of shock-loaded magnesiosiderite
No full textCarbonate minerals are important in Earth's system sciences and have been found on Mars and in meteorites and asteroids, highlighting the importance of impacts in planetary processes. While extensively studied under static compression, the behavior of carbonates under shock compression remains underexplored, with no X-ray investigations reported so far. Here we investigate natural magnesiosiderite (FeMgCO) under nanosecond laser-driven shock compression at pressures up to 150 GPa, coupled with ultrafast synchrotron X-ray absorption spectroscopy (XAS). The interpretation of the experimental spectra is complemented using first-principles absorption cross-section calculations performed on crystalline phases at different pressures and on a dense liquid phase obtained using density functional theory-based molecular dynamics (DFT-MD) simulations. Under laser-driven shock compression, the magnesiosiderite crystal phase remains unchanged up to the melt. Under shock reverberation, the absorption spectra show changes similar to those attributed to a high-spin to low-spin transition observed under static compression. At higher pressures, the laser shock induces the formation of CO tetrahedral units in the melt. Upon unloading from the shocked state, only a few nanoseconds later, the original magnesiosiderite phase is recovered
On-Policy vs. Off-Policy HVAC Control: Comparing PPO and SAC–Gumbel in EnergyPlus
No full textInternational audienceWe compare two reinforcement learning methods for HVAC control in a university amphitheater simulated in EnergyPlus: Proximal Policy Optimization (PPO, on-policy) and SAC-Gumbel (off-policy). We run two experiments. First, a weekly adaptation test trains each agent for 50 episodes using the first week of January in Luxembourg. Second, a year-long generalization test trains on a full year of data (about 3.5× passes) and then evaluates on two other climates (San Diego and Brest) with realistic occupancy. We assess learning speed, daily average cumulative score, comfort violations during occupied periods (15-minute counts), and energy use (AHU electricity plus district heating).In the weekly test, SAC-Gumbel achieved a better cumulative score (-449.17 vs. -501.33) and used less energy (7.16 GJ vs. 9.05 GJ) than PPO. In the year-long tests, SAC-Gumbel lowered cumulative penalty scores by 31.85% and reduced occupiedperiod comfort violations by 30.12% relative to PPO, but consumed 83.04% more energy. Overall, the off-policy method learned faster and provided stronger comfort control, at the cost of higher energy in cross-climate deployment.</div
Calcul et Mesure de l'Impédance des Réseaux de Terre : Comparaison entre l'Approche Analytique et la Modélisation par Éléments Finis
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Shock-driven amorphization and melting in Fe<sub>2</sub>O<sub>3</sub>
No full textInternational audienceWe present measurements on Fe2O3 amorphization and melt under laser-driven shock compression up to 209(10) GPa via time-resolved x-ray diffraction. At 122(3) GPa, a diffuse signal is observed indicating the presence of a noncrystalline phase. Structure factors have been extracted up to 182(6) GPa showing the presence of two well-defined peaks. A rapid change in the intensity ratio of the two peaks is identified between 145(12) and 151(12) GPa, indicative of a phase change. The noncrystalline diffuse scattering is consistent with shock amorphization of Fe2O3 between 122(3) and 145(12) GPa, followed by an amorphous-to-liquid transition above 151(12) GPa. Upon release, a noncrystalline phase is observed alongside crystalline α −Fe2O3. The extracted structure factor and pair distribution function of this release phase resemble those reported for Fe2O3 melt at ambient pressure
Harmonic balance based simulation of chatter in turning including interrupted cut
No full textInternational audienceRegenerative chatter vibrations in machining remain a critical research challenge. This work investigates post-critical limit cycle oscillations in a single degree-of-freedom (SDOF) machining system case with a one-sided cubic model for tool-workpiece interaction, incorporating multiple delays to model surface formation under interrupted cutting. We combine this surface model with a numerical path-following approach, using harmonic balancing (HB) adapted for delay differential equations (DDEs). The periodicity assumption underlying the HB is checked via time-domain integration. The chatter response is predominantly monoharmonic with an offset. A convergence study reveals the critical influence of the number of consecutive cuts considered, with the optimal value varying significantly across a stability lobe, as does the limit cycle magnitude.</div
Thermal stability of fluorosilicones under oxidative conditions
No full textInternational audienceUsing thermogravimetric analysis (TGA) this research investigates how polymer composition, temperature, and oxygen concentration influence degradation mechanisms of fluorosilicones at high temperatures. The findings reveal that even low oxygen levels significantly impact the degradation of model unfilled fluorosilicone homopolymer (HP), with further formulation changes reducing this effect. Overall, the copolymerization with dimethylsiloxane and vinylmethylsiloxane lower degradation kinetics. The stability is increased for model rubbers in which silica particles are incorporated, indicating that silica provides an antioxidative effect, and in cured samples obtained by peroxide crosslinking using dicumyl peroxide (DCP) combined with CaCO₃ or pure 2,5dimethyl-2,5-di-(tert-butylperoxy)hexane (DBPH). Analysis of macromolecular changes using modulated differential scanning calorimetry (MDSC) on HP reveals distinct degradation behaviors under oxygen at 250 • C and 280 • C possibly due to the appearance of a heterogeneous mechanism. These findings offer valuable insights into the thermo-oxidative stability of fluorosilicones