Équipes ICube

L’équipe IGG (Informatique Géométrique et Graphique) est historiquement le premier groupe de recherche en informatique à Strasbourg. Cette équipe cherche à définir des modèles géométrique efficaces, en prenant en compte un large ensemble de données et paramètres (contraintes, imagerie médicale, numérisation, capture de mouvement), à construire et reproduire la forme, l’apparence et le mouvement d’objets en 3 dimensions pour leur visualisation, la simulation et l’interaction avec des environnements virtuels. Le rapport HCERES de 2017 indique que la particularité de l’équipe IGG réside dans sa capacité à considérer des aspects théoriques en lien avec les mathématiques et l’informatique théorique (topologie, combinatoire, intégration) qui permettent de construire des outils extrêmement performants capables de résoudre des problèmes complexes, ainsi que de développer des applications en conservant des résultats excellents sur toutes ses activités. De plus, l’équipe développe depuis plusieurs années des approches inédites, en France et à l’étranger, en restant ancrée dans les aspects théoriques de l’informatique et de la géométrie. Un ensemble remarquable d’outils logiciels a ainsi été construit, au même titre que des environnements de développement sur lesquels il est possible de développer des frameworks applicatifs riches et variés (de l’enseignement assisté par ordinateur à la simulation médicale en passant par la numérisation). Ces travaux se font souvent dans un contexte de collaboration académique internationale au plus haut niveau, ainsi que dans le cadre de collaborations avec des industriels.

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Le thème de recherche principale abordé par l’équipe ICPS est le calcul parallèle et les performances, en particulier la parallélisation automatique et l’optimisation de programmes. Il s’agit de l’un des groupes leaders dans le monde sur l’optimisation polyhédrique, l’un de ses membres étant co-éditeur du standard de programmation C à l’ISO. Les activités du groupe couvrent les aspects théoriques, comme la compilation, les transformations de programmes ou l’utilisation de grilles de calcul et du cloud, ainsi que les aspects pratiques, à l’interface avec d’autres disciplines comme la mécanique des fluides, la bio-médecine et les mathématiques appliquées. L’équipe travaille sur des questions essentielles pour l’évolution de l’informatique : l’arrivée des processeurs multi-coeurs et d’accélérateurs dotés de dizaines voires de centaines de coeurs impose la parallélisation des logiciels de façon massive; la programmation par grille et cloud rejoint des problématiques essentielles sur le calcul distribué; la simulation numérique, la visualation et la gestion de grandes quantités de données sont des enjeux importants pour le progrès scientifique.

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Le groupe “Géométrie discrète et morphologie mathématique” de l’équipe IMAGeS étudie les géométries et les topologies digitales, ainsi que la tomographie discrète. Les outils mathématiques qui y sont développés sont adaptés à l’analyse et à la synthèse d’images. Les objectifs visés sont, d’une part de bâtir une algorithmique robuste et performante en imagerie, en maîtrisant les erreurs de traitements liées à l’utilisation des nombres réels, et d’autre part de développer des outils pour étudier différentes propriétés (différentielles, géométriques et topologiques) des objets aussi bien discrets qu’euclidiens. Plus généralement, nous étudions les transferts des propriétés entre les espaces euclidiens représentant «la réalité» et les espaces discrets qui sont ceux de l’ordinateur. La recherche de cette équipe est également axée sur la construction de nouveaux opérateurs de traitement morphologique d’images, ainsi que l’extension de la morphologie à de nouveaux types d’objets. Des travaux sont ainsi menés sur les opérateurs connexes, les arbres de coupe et la segmentation connective d’images, ainsi que sur l’application de la morphologie mathématique aux images en couleurs ou multispectrales. Le domaine d’application privilégié est actuellement l’imagerie biomédicale, ainsi que l’imagerie de télédétection.

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Le groupe “Instabilités, turbulence, diphasique” de l’équipe MecaFlu travaille sur les phénomènes de transport multiphasique du point de vue des instabilités engendrées par le mouvement de particules, des effets de la turbulence, du changement de phase, des interfaces et surfaces libres ainsi que la complexité des géométries. De nombreux problèmes en mécanique des fluides sont traités numériquement par des solveurs CFD et HPC. Dans ce cadre, l’équipe étudie les instabilités dans les sillages et leur effet sur la trajectographie des particules se déplaçant dans les fluides sous l’effet de gravité. L’activité bénéficie d’un code propre spectral développé sur la base de l’analyse théorique de la brisure de l’axisymétrie due à la transition à la turbulence.

L’équipe s’intéresse aussi à des problèmes d’aérodynamique, comme la prédiction d’écoulements instables turbulents dans des géométries complexes avec la modélisation hybride avancée RANS-LES, à la modélisation du givrage à l’aide d’une approche inédite basée sur l’utilisation d’un formulation level-set multi-pas, aux interactions fluide-structure pour le contrôle des performances aérodynamiques des avions, aux interactions en couche limite d’onde de choc. Ces problèmes sont traités via le développement numériques d’un solveur NSBM au sein d’un consortium européen. Un autre sujet important est celui de la simulation tridimensionnelle des écoulements à surface libre au sein d’ouvrages de décantation et la modélisation du transport particulaire.

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