Semaine Maths-Entreprises 2022 - Institut Polytechnique de Paris

14 févr. 2022, 08:45 → 18 févr. 2022, 14:00 Europe/Paris

France

Bienvenue à la SEME 2022 de l'Institut Polytechnique de Paris! Organisée conjointement par le CMAP, le CMLS et l'AMIES, la semaine Maths-Entreprises de l'Institut Polytechnique de Paris est prévue du 14 au 18 février 2022 sur le plateau de Saclay (quartier de l'Ecole polytechnique) à Palaiseau.

Mais qu'est-ce qu'une SEME?

Les Semaines d’Etude Mathématiques–Entreprises (SEME) sont une initiative de l'AMIES et s'inspirent du modèle des ESGI (European Study Group for Industry) mis en place en Angleterre dans les années 60, puis étendus à un grand nombre de pays européens. Le but est de fluidifier le transfert des connaissances académiques vers le monde de l'industrie, de créer des échanges fructueux, et de faire profiter les participants industriels des dernières avancées de la recherche en mathématiques.

Les problèmes établis par les industriels sont abordés par des groupes de  jeunes chercheurs et chercheuses en mathématiques (doctorant-e-s, poѕt-doctorant-e-s et ATER), tout domaines confondus. Aucun pré-requis de la discipline liée au sujet traité n'est exigé. Chaque groupe pourra être épaulé par des chercheurs et chercheuses académiques plus expérimenté-e-s, mais garde une totale liberté quant à l'orientation de ses travaux.

Pour plus d'informations sur les SEME, cliquez ici.

Comment participer?

L'événement est prévu en présentiel. En raison de la situation sanitaire nous ne serons pas en mesure d'accueillir des personnes résidant hors du territoire français.

L'inscription est gratuite et engage chaque participant-e à être présent-e tous les jours de la semaine. L'autorisation du/de la directeur-trice de thèse ou responsable hiérarchique est obligatoire: le document disponible ici, complété et signé, vous sera demandé lors de la procédure d'inscription. Les frais de restauration et si besoin d'hébergement sont pris en charge par l'organisation, dans la limite des places disponibles. Une liste d'attente sera constituée pour remplacer d'éventuels désistements.

L'inscription sur liste principale est désormais close.

Calendrier

La SEME aura lieu sur le site de l'Institut Polytechnique de Paris du 14 au 18 février 2022, dans le respect des dispositions sanitaires en vigueur.

Les activités commenceront le lundi matin avec la présentation des sujets et se termineront le vendredi en début d'après-midi. Le vendredi matin sera consacré à la présentation des travaux réalisés par les participant-e-s. Voir détails ci-contre.

Confidentialité et propriété des résultats

La SEME est une occasion unique pour de jeunes chercheurs-euses- de travailler avec des industriels, qui vont fournir des données les plus proches possible du terrain. Ces derniers s'engagent à ne pas signer de clause de confidentialité pour fluidifier les échanges, il est donc demandé à tous-tes les participant-e-s de jouer le jeu et de ne pas diffuser en dehors du cadre de la SEME les informations confidentielles reçues.  

En cas de valorisation potentielle des résultats obtenus pendant la SEME, les entreprises concernées rentreront en contact avec les employeurs des membres du groupe pour envisager un éventuel transfert. 

Outre la présentation orale des travaux, nous demandons de nous envoyer à la fin de la semaine un résumé des travaux réalisés (environ une demi page) précisant bien les membres du groupe (avec affiliations et coordonnées). Il sera mis en ligne et ne doit contenir aucune information confidentielle. A cet effet les encadrants industriels devront être consultés.

Dispositions sanitaires

La possession du passe sanitaire (vaccinal) sera exigée et contrôlée.

Le port du masque sera obligatoire sur le campus en dehors des repas. Les masques ne seront pas fournis.

Aspects pratiques

Les participant-e-s hébergé-e-s à All Suites Appart Hôtel Massy-Palaiseau pourront se rendre sur le site de l'événement en empruntant les bus Albatrans 91.06 ou 91.10. 

Les présentations du lundi matin et du vendredi matin auront lieu à l’École polytechnique (amphi Becquerel). Descendre à l'arrêt de bus Polytechnique Lozère et passer par l’accueil de l’école. 

Les groupes travailleront ensuite à différents endroits du campus d’IP Paris (voir détails ci-contre, onglet Salles de travail) :

• École polytechnique : descendre à l'arrêt de bus Polytechnique Lozère,

• ENSTA : descendre à l’arrêt de bus ENSTA-Joncherettes, 

• Inria, Bâtiment Alan Turing : descendre à l’arrêt de bus Place Marguerite Perey. 

Les repas seront pris à la cantine (Restaurant Le Magnan, horaires d'ouverture : 11h30-14h00, 17h30-19h15). Le midi ils seront

• pris à emporter et consommés dans le Salon d’honneur de l’École polytechnique le lundi et le mardi;
• consommés dans la salle "l'Aquarium" du Magnan le mercredi, le jeudi et le vendredi.

Les participant-e-s hébergé-e-s à l'hôtel auront accès en soirée à

• la Salle des cadres le lundi et le mardi pour la consommation des repas à emporter;
• l'espace de restauration du Magnan le jeudi (attention, fermeture à 19h15).

L'accès au Magnan en soirée se fait uniquement par la cour Ferrié.

Le repas convivial du mercredi soir (inscription close) aura lieu au restaurant l'Entrepotes qui se situe à côté de l'Institut Mines Telecom et à environ 500m de l'Ecole polytechnique. Rendez-vous sur place à 19h30.

Plan du campus : ici. L'application IP Paris Campus, disponible sous Android ou IOS, offre un guidage à travers le campus.

Wi-Fi : réseau eduroam, merci de vous renseigner avant le départ auprès de votre institution pour les identifiants et la configuration.

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Comité d'organisation

Académique :

• Grégoire Allaire (CMAP)
• Samuel Amstutz (CMAP, coordinateur)
• Matthieu Aussal (CMAP, coordinateur)
• Marcella Bonazzoli (INRIA, UMA, coordinatrice)
• Cécile Huneau (CMLS)
• Alexandra Noiret (CMAP, administration)
• Nizar Touzi (CMAP)

Industriel :

• Lorenzo Audibert et Irmela Zentner (EDF)
• Gabriel Delgado (Clarins)
• Camille Humbert et Nicolas J Daviaud (Goldman Sachs)
• Vincent Dorval et Edouard Demaldent (CEA) 
• Laure Pesudo (CGG)

Nous contacter :

seme-ipparis2022@listes.math.cnrs.fr

autorisation de participation.pdf

lundi 14 février

08:45 → 09:15 Accueil

09:15 → 09:30 Présentation d'ouverture de la SEME par Xavier Blanc, représentant d'AMIES

09:30 → 13:00 Présentation des sujets: Accueil des participants, présentation des sujets et constitution des groupes

Ensemble des participants

09:30 Conception de dispositif de réduction des sollicitations sismique sur les bâtiments

Depuis l’accident de Fukushima, un grand effort est fait aussi en Europe afin d’étudier et justifier la sûreté des structures critiques en cas de séisme. Bien que la France soit un pays à sismicité faible à modérée, il est important d’évaluer aussi précisément que possible le risque sismique auquel sont exposées des installations industrielles comme les centrales nucléaires ou les barrages. L’évaluation du risque sismique consiste à « pondérer » la probabilité de l’évènement redouté (par exemple défaillance d’un barrage ou endommagement du cœur d’une centrale nucléaire) par la conséquence sur l’environnement et la population (i.e. relâchement de matière dans l’environnement). Afin d’évaluer la probabilité de défaillance ou d’endommagement d’une structure, il est primordial de bien caractériser l’aléa sismique et d’en déduire une sollicitation sismique à considérer dans les études de la tenue des structures. Bien évidemment l’estimation de ces différentes quantités peut être complexe et entachée d’incertitudes.

Ainsi deux axes sont classiquement étudiés pour réduire le risque sismique : une meilleure connaissance de l’ensemble afin de réduire les incertitudes associées et des mesures correctives visant à limiter la gravité de l’effet ou à réduire la probabilité de sa cause (la probabilité de défaillance). Sur le second axe on peut mentionner la redondance des protections ou les constructions parasismiques qui réduisent la probabilité de défaillance à un niveau sismique donné. Sur le premier axe on peut évoquer la meilleure connaissance de l’environnement proche pour affiner la sollicitation sismique vue par la structure ou la modélisation plus fine de celles-ci pour mieux évaluer la probabilité de défaillance. A ce titre on peut mentionner la prise en compte locale de la spécificité du sol et de la structure pour connaitre aussi finement que possible la sollicitation s’appliquant, mais aussi pour étudier l’interaction sol-structure (ou bien sol-structure-structure s’il y a des constructions à proximité de la structure d’intérêt), qui peut réduire ou accroitre le chargement sismique que voit la structure.

Habituellement on cherche à rendre plus robustes les structures afin de garantir la résistance aux sollicitations sismiques. Or, une autre voie qu’on souhaite investiguer ici consiste à atténuer directement la sollicitation sismique à laquelle est exposée la structure à protéger. En effet, les considérations sur les effets du sol ou des structures environnantes montrent qu’elles ont un impact parfois significatif. On constate par ailleurs de nombreux travaux autour des métamatériaux pour l’invisibilité, de la localisation des ondes, du wavefront shaping etc... qui montrent qu’il est possible d’influer et de contrôler une onde, alors pourquoi pas une onde sismique ? Des études récentes (https://metaforet.osug.fr/) ont montré qu’une forêt naturelle peut se comporter comme un ensemble de résonateurs qui piège une partie des ondes de surface sismiques. De même, une distribution spatiale particulière de colonnes de béton enfouies peut se comporter comme une lentille sismique pour les ondes de surface.

Il serait intéressant d’investiguer dans quelle mesure ces idées peuvent permettre de réduire la sollicitation sismique, ce qui est plus intéressant et accessible que de rendre la structure invisible. Aussi, idéalement, il faudrait pouvoir éteindre ces résultats aux ondes de volume car le champ sismique à considérer se compose des ondes de volume (propagation des ondes de la faille jusqu’au site) et des ondes de Rayleigh qui se propagent en proximité de la surface.

Il faudra préciser les différentes stratégies possibles (localisation et absorption, détournement de l’onde, étalement dans le temps etc), avec des dispositifs passifs : disposition des bâtiments nécessaires, ajustement de leur forme, construction spécifique (bâtiment, sol, végétation) ... ou pourquoi pas des dispositifs actifs. Bien évidement il faut que le dispositif soit constructible ou réaliste en fonction du contexte d’une construction neuve ou existante par exemple. Afin d’investiguer ce sujet EDF proposera une configuration réaliste mais simplifiée permettant d’attaquer le sujet en un temps raisonnable, ainsi que l’ensemble des éléments nécessaires à l’évaluation d’un risque sismique réaliste.

Orateurs: Irmela Zentner (EDF R&D), Lorenzo Audibert (EDF R&D)

PropositionEDFRisqueSismique_SEME2021.pdf

09:55 Caractériser les fluctuations d’une onde ultrasonore traversant un milieu complexe afin de simplifier leur modélisation

Les techniques de contrôle non destructif par ultrasons les plus répandues consistent à émettre une onde dans un volume et à détecter les échos d’éventuels défauts. Dans certains cas l’onde ultrasonore est fortement perturbée par le matériau à travers lequel elle se propage, ce qui peut altérer les mesures. Ce problème peut se présenter notamment pour certains métaux, matériaux composites, et bétons. La modélisation permet de mieux comprendre ces phénomènes afin d’améliorer les procédures de contrôle et d’aider à l’interprétation de résultats.

Les méthodes éléments finis permettent des simulations précises de la propagation d’ondes à travers des matériaux complexes. Elles peuvent cependant nécessiter des temps de calcul rédhibitoires. Il est donc tentant de chercher à simplifier le problème afin de lui appliquer des méthodes plus rapides. Une approche classique consiste à s’intéresser au champ ultrasonore moyenné sur le désordre, ce qui permet de se ramener au cas facilement modélisable d’un matériau homogène. Mais cette approche ne permet pas de reproduire les fluctuations liées au caractère aléatoire du milieu complexe. La simulation de ces fluctuations dépend de la manière dont on choisit de les décrire et de les caractériser.

Le projet proposé ici consisterait à chercher une représentation pertinente de ces fluctuations en un nombre limité de paramètres. Un champ ultrasonore dans un matériau solide peut être assimilé à un vecteur qui varie en fonction de la position et de l’instant considérés. Les fluctuations d’un tel champ dans un milieu complexe peuvent être vues comme les réalisations d’un processus aléatoire. Du point de vue de la simulation, représenter finement ces fluctuations demande la production d’une quantité très importante de données. Des approches de simulation plus rapides deviendraient possible s’il était possible de simplifier le problème en décrivant les fluctuations du champ comme un processus aléatoire caractérisé par un nombre limité de paramètres. En réduisant significativement la dimension du problème à traiter, une telle description faciliterait notamment l’utilisation de méthodes d’apprentissage automatique.

Des exemples de champs simulés par méthodes éléments finis seront fournis par le CEA. Les champs correspondront à la propagation d’une onde à travers une représentation simplifiée 2D d’un béton, vu comme un mortier dans lequel sont placés aléatoirement des granulats circulaires. Les exemples incluront plusieurs tirages avec les mêmes paramètres. L’objectif sera d’identifier des paramètres pertinents pour décrire ces données, afin notamment de pouvoir envisager un processus aléatoire produisant de manière rapide des résultats similaires.

Orateurs: Edouard Demaldent (CEA), Vincent Dorval (CEA)

Nouveau_sujet_SEME_CEA.pdf

10:20 Model risk measures for multi-asset European products

We are looking for original methods to estimate model risk for multi-asset, European derivatives: we will study the case of a product paying 𝑍 =f(X(T),Y(T)) where X and Y are two assets with known distributions, in a market where a certain level of information is also available on the prices of some multi-asset payoffs, such as options on the spread X-Y (as for CMS rates) or on the ratio X/Y (as for FX rates); we can either assume the whole distribution of the spread/ratio is known, or only the prices for a few, given strikes.
The target will be to suggest a methodology providing the interval of prices for the product Z which are compatible with the available market information, and eventually refine our analysis to the case where the market information is not provided as exact prices but as a distribution of priors.

Orateur: Camille Humbert (Goldman Sachs)

Subject_SEME_2021_GS.pdf

10:45 Product recommendation engine

Introduction

Clarins is a French luxury skin care and cosmetics company which manufactures and sells products in more than 150 countries. Its products are designed to enhance the beauty and well-being of all women thanks to the power of active agents in plants. Clarins is the number one high-end beauty company in Europe and although 90% of its products are exported, Clarins continues to formulate and manufacture them at Clarins Laboratories in France.

The company counts with a product catalogue of more than 1000 references for skincare (anti-aging serums, face and body care, sun protection, etc.) and make-up (foundations, concealers, eyeliners, lipsticks, etc).

Clarins looks forward Today to personalize the customers experience on direct to consumer distribution channels (brand website, retail stores, marketing campaigns) by leveraging the available customer data.

The objective of this exercise as a Data Scientist is to prototype a product recommendation engine that can achieve better performances than simple hard-coded business rules (e.g., “if customer buys A then recommend B”).

Problem to be solved

Design a recommendation algorithm that given a Customer ID it predicts the top-5 recommended products to be purchased next time and the inter-purchase delay since the last purchase.

Datasets and performance

The available data is the online and offline transactions for a given country for the last two years.

The performance metric will be open to debate based on classical metrics such as precision, recall, MSE, etc.

Orateur: Gabriel Delgado (Clarins)

description_clarins_seme.pdf

11:10 Piloter le traitement de gros volumes de signaux sismiques pour améliorer l'imagerie des sous-sols

L’exploration du sous-sol repose sur l’enregistrement d’ondes sismiques, générées par des sources émettrices, sur de vastes zones géographiques terrestres et/ou marines (centaines de milliards de positions de mesure) avec une distribution spatiale très irrégulière des sources et des récepteurs d’enregistrement. L’application sur ces données d'une succession de méthodes paramétriques, de traitement du signal et d'inversion, nous permettent d’obtenir une image du sous-sol. Ce traitement est très couteux et représente plusieurs semaines de calculs sur des milliers de clusters CPU ou GPU. La résolution spatiale et verticale de l’image finale dépend de la précision du paramétrage de chacune des méthodes numériques mises en œuvre. Afin de mieux piloter le traitement, nous avons besoin d’extraire, de ce gros volume de données, un certain nombre de propriétés géométriques et physiques sous la forme d’indicateurs simples et pertinents. Par exemple, pour guider l’interpolation spatiale de données irrégulières, nous aimerions quantifier la qualité de l'échantillonnage spatial (densité, irrégularité, directivité) des mesures en relation avec la distribution spatiale des sources et des récepteurs.

Objectif : À partir d'un volume représentatif de données sismiques dont on connait les coordonnées des sources et des récepteurs, extraire des métriques ou des indicateurs pertinents (e.g. de la densité des trous, irrégularité des positions sources/récepteurs, la directivité de leur distribution des trous) pour permettre de piloter efficacement l’interpolation de ce gros volume de données.

Orateur: Laure Pesudo (CGG)

SEME2021_sujet_CGG.pdf

11:35 Consignes générales, discussion, constitution des groupes

13:00 → 14:30 Déjeuner

mardi 15 février

12:30 → 14:00 Pause déjeuner

mercredi 16 février

12:30 → 14:00 Pause déjeuner

19:30 → 21:30 Repas convivial (sur inscription)

jeudi 17 février

12:30 → 14:00 Pause déjeuner

vendredi 18 février

09:00 → 10:30 Présentation des sujets: Restitution des travaux

Ensemble des participants

09:00 Conception de dispositif de réduction des sollicitations sismique sur les bâtiments

Résumé_grp1_EDF.pdf

09:30 Product recommendation engine

SEME-Paris-Clarins-Abstract.pdf

10:00 Model risk measures for multi-asset European products

abstract_gs.pdf

10:30 → 11:00 Pause

11:00 → 12:00 Présentation des sujets: Restitution des travaux

Ensemble des participants

11:00 Caractériser les fluctuations d’une onde ultrasonore traversant un milieu complexe afin de simplifier leur modélisation

Abstract_gr_cea.pdf

11:30 Piloter le traitement de gros volumes de signaux sismiques pour améliorer l'imagerie des sous-sols

abstract_CGG.pdf

12:00 → 12:15 Mot de clôture par Grégoire Allaire

12:15 → 13:30 Pause déjeuner