Interview — Sarra Oueslati, docteure en fabrication additive métallique et intelligence artificielle

Après trois ans de recherche entre fabrication additive, capteurs et intelligence artificielle, Sarra Oueslati a soutenu sa thèse portant sur la prédiction des défauts lors de la production de pièces métalliques. Elle revient sur son parcours, son sujet de recherche et ce que signifie concrètement être doctorante.

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• Pouvez-vous nous présenter votre parcours ?

J’ai obtenu un bac scientifique en 2017, puis j’ai intégré une classe préparatoire avant de rejoindre une école d’ingénieur en Tunisie en génie mécanique. En dernière année, j’ai bénéficié d’un programme d’échange qui m’a permis de venir en France pour valider un double diplôme : ingénieur et master recherche.

C’est à ce moment-là que j’ai découvert le monde de la recherche. J’ai réalisé mon stage de fin d’études dans un centre de recherche d’ArcelorMittal, où j’ai travaillé pour la première fois sur l’application du machine learning à la production de pièces métalliques. Cette expérience a été un déclic et m’a donné envie de poursuivre en thèse.

• Pourquoi avoir choisi de faire une thèse ?

Je cherchais un sujet qui mêlait production industrielle et intelligence artificielle. La thèse me permettait de travailler sur des problématiques très concrètes, tout en gardant une dimension scientifique forte. C’est ainsi que je suis arrivée à Nantes, au laboratoire LS2N, en lien avec l’IRT Jules Verne.

• Concrètement, qu’est-ce qu’être doctorante ?

Un doctorat, c’est à la fois une formation et un métier. On est salarié, avec un contrat de travail, mais aussi étudiant avec un volume de formation à suivre.

Le travail commence par un important état de l’art pour comprendre ce qui a déjà été fait dans le monde. Ensuite, il faut identifier les manques scientifiques et formuler des questions de recherche. On met alors en place des expérimentations, des modèles ou des simulations pour y répondre. Il y a aussi toute la partie communication scientifique, avec des conférences et des publications, la participation à la vie du laboratoire, puis enfin la rédaction du manuscrit de thèse avant la soutenance.

• Sur quoi portaient précisément vos travaux de recherche ?

Je travaillais sur la fabrication additive métallique, un procédé qui consiste à fabriquer une pièce en ajoutant de la matière couche par couche à l’aide d’un robot équipé d’un poste à souder. Ce procédé s’appelle le WAAM (Wire Arc Additive Manufacturing).

Contrairement à l’usinage traditionnel où l’on enlève de la matière, ici on en ajoute, ce qui limite fortement les pertes. Mais c’est un procédé complexe, avec beaucoup de paramètres à régler et à surveiller, comme la vitesse, la distance, la puissance ou l’alimentation du fil métallique.

• Quelle était la problématique centrale de votre thèse ?

L’objectif était de prédire l’apparition de défauts pendant la fabrication, en surveillant le procédé en temps réel grâce à des capteurs : caméras, mesures de courant, de tension, etc.

Pendant un an et demi, j’ai instrumenté la cellule robotisée, conçu un plan d’expériences et fabriqué de nombreuses pièces pour collecter des données. Ces données ont ensuite été analysées avec des algorithmes de machine learning afin d’identifier des indicateurs capables d’anticiper les défauts.

• Quelles applications concrètes pour l’industrie ?

Mes travaux permettent de définir quels capteurs installer sur une cellule de fabrication additive, d’identifier des indicateurs fiables dans les signaux mesurés et de proposer des algorithmes capables de détecter et prédire les défauts.

Cela peut être utile dans des secteurs comme le naval ou l’aéronautique, pour anticiper les dérives et éviter de produire des pièces défectueuses.

• Y a-t-il eu des imprévus pendant ces trois années ?

Oui, notamment un dégât des eaux dans l’atelier qui a immobilisé la cellule expérimentale. Heureusement, ma campagne d’essais était terminée, ce qui m’a permis de continuer à travailler sur les données pendant les réparations.

• Que retenez-vous de ces trois années de thèse ?

Beaucoup d’apprentissage, d’autonomie et de persévérance. La thèse représente environ 120 pages de rédaction, mais surtout trois ans et demi de travail, de tests, d’erreurs, de réussites et de réflexion scientifique. C’est une expérience très exigeante, mais extrêmement enrichissante.