Missions & objectifs
Dans le cadre de la formation moderne en mathématiques et informatique, la théorie et la pratique se combinent souvent pour former un tout cohérent. Reconnaissant cette nécessité, le master en Calcul Scientifique et Mathématiques de l’Information (CSMI) proposée par l’UFR de Mathématiques et Informatique de l’Université de Strasbourg a un cours essentiel intitulé “Projet”. Celui-ci offre à ses étudiants l’occasion de s’initier à la gestion de projets et aux outils pertinents, en travaillant sur des projets réels proposés par des entreprises ou des laboratoires de recherche.
Au second semestre de ma première année, j’ai donc eu le privilège, avec mon collègue Thomas Lelièvre, de travailler sur le projet PSOL, proposé par AxesSim. Notre rôle était de fournir un Proof Of Concept (POC) sur l’extraction de modèles numériques de terrains. Il s’agissait concrètement de représenter numériquement en 3D une portion arbitraire de terrain, incluant tous les détails réels de celui-ci (batiment, la végétation, etc.). Suite à ce travail préliminaire nous avons effectué un stage chez AxesSim où nous avons continué à travailler sur le sujet.
Lors du POC, nous avons effectué une étude de l’état de l’art sur les méthodes d’extraction de modèles numériques de terrains. Nous avons ensuite implémenté une librairie python nommée psol permettant de le faire. Le rapport du POC, ainsi que la documentation de la librairie sont disponibles à l’adresse suivante: https://master-csmi.github.io/2023-m1-axessim/ .
Description du projet PSOL
AxesSim collabore au projet PSOL sur la "Propagation à longue distance des ondes de surface sur des sols non-lisses". Ce projet est soutenu par la Direction Générale de l’Armement (DGA) (dans le cadre du programme ASTRID) en partenariat avec l’Institut XLim et Thales. Il a débuté le 1er octobre 2022 pour une durée de 36 mois.
L’objectif principal de ce projet est de proposer une méthode précise pour simuler la propagation des ondes électromagnétiques de surface sur de longues distances dans les bandes des hautes fréquences (HF), des très hautes fréquences (VHF) et des ultra hautes fréquences (UHF). Cette méthode doit résoudre les équations de Maxwell dans les environnements les plus réalistes possibles. Elle doit être capable d’intégrer potentiellement toutes les caractéristiques électromagnétiques de l’environnement réel, c’est-à-dire le sol avec ses hétérogénéités, l’état de la surface, le refief, la végétation, les forêts, les bâtiments, les lacs, etc., afin de prédire la propagation des ondes au-dessus du sol. L’approche choisie est basée sur la méthode FDTD (Finite Difference Time Domain), des techniques de fenêtrage mobile, et de décomposition de domaine.
Les applications visées sont les environnements de communication terrestre, les communications entre véhicules, avec des stations fixes ou des opérateurs terrestres, la radiocompatibilité, la détection radar à longue portée d’objets souterrains, sur le sol ou à basse altitude.
AxesSim dans le projet PSOL
Au sein du projet PSOL, AxesSim a pour rôles :
- L’acquisition de données d’environnement réelles pour intégration à la simulation
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Se représenter le plus fidèlement possible l’environnement réel est d’une importance capitale pour la simulation. AxesSim doit donc acquérir des données d’environnement réelles, les traiter afin de générer des scènes (représentation visuelle des données dans un environnement 3D).
- La génération de scènes et la modélisation électromagnétique de scénarios complets
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Avec son logiciel MaxSim, AxesSim peut générer des scènes complètes et modéliser l’ensemble des phénomènes électromagnétiques qui s’y produisent afin d’effectuer des simulations.
L’acquisition de données d’environnement réelles et la génération de scènes ont été effectuées lors du POC selon le schéma suivant :
