Dialogue entre scientifiques et industriels : un aperçu d’une thèse CIFRE chez un facteur d’instruments de musique.

Marie JEANNETEAU

 LinkedIn, ThesesFr

Merci beaucoup pour votre témoignage

Mon parcours et ma thèse en quelques mots : pourquoi avoir choisi ce sujet de recherche et cette équipe ?

Musicienne, je me passionne pour la physique des instruments de musique depuis l’adolescence. J’ai eu la chance de côtoyer des professeurs de musique qui m’ont incitée à m’intéresser au fonctionnement de l’instrument pour mieux en jouer. Du lycée jusqu’en école d’ingénieur, les projets ou stages d’initiation à la recherche ont confirmé cet intérêt. Au contact d’enseignants-chercheurs passionnés par l’acoustique musicale et en collaboration avec des industriels français de la facture, est assez naturellement née l’envie d’entreprendre une thèse CIFRE avec l’entreprise HENRI SELMER PARIS (HSP), leader sur le marché du saxophone haut de gamme.

La facture instrumentale a longtemps reposé sur un savoir-faire artisanal. Avec l'initiative, en 1988, de la Société Française d’Acoustique d'installer un dialogue entre scientifiques et facteurs, de nombreuses études à la croisée des sciences physiques et humaines ont été mises en place chez HSP. Depuis, le processus de conception s'y appuie sur la mesure systématique d’une grandeur acoustique caractéristique de l’instrument. Elle permet de mieux comprendre l'influence mécanique et acoustique des changements apportés au design, aux matériaux et aux procédés de fabrication. Cependant, ce développement de produit, qui repose uniquement sur une approche expérimentale, reste long et coûteux. Depuis les années 2010, une nouvelle approche scientifique basée sur la simulation numérique par méthode des éléments finis a alors été envisagée. Avant mon doctorat, cette démarche de modélisation impliquait paradoxalement des temps de calculs si importants, qu’il était encore moins long de se rendre en atelier pour produire un prototype à mesurer que d’en simuler numériquement son comportement… Mon co-directeur de thèse à l’Institut Clément Ader de Toulouse, qui collabore avec l’industriel depuis près de 30 ans sur les problématiques expérimentales, a su convaincre ses collègues de l’équipe modélisation de diriger des travaux principalement axés sur la simulation numérique de saxophones. Mon bagage d’ingénieure spécialisée en simulation et méthodes numériques pour la mécanique des fluides m’a permis d’explorer le principal objectif de ce doctorat : optimiser les outils de modélisation numérique appliquée aux instruments à vent.

J’ai pu proposer et évaluer différentes méthodes pour réduire les coûts de calculs, faisant passer à seulement 12h une simulation qui nécessitait jusqu’alors plus d’un an de calculs. Ce travail a permis au facteur de considérer les fins détails géométriques ou le procédé de fabrication lors de simulations de propagation d’ondes acoustiques dans les saxophones.

Bilan personnel : comment gérer l'évolution de ses compétences lors des principaux défis rencontrés ?

L’acquisition de connaissances et de compétences au cours d’une thèse n’a rien de linéaire, tout comme la courbe confiance-compétence du contesté effet de Dunning-Kruger. Cela oblige à rester humble vis-à-vis de ses méthodes ou résultats et à se rappeler que le travail du chercheur réside peut-être plus — ou autant — dans le questionnement ou la remise en question, que dans l’apport de réponses ou solutions définitives. Si ça ne marche pas, c’est encore un résultat ! Curieusement, si l’on cherche à répondre aux questions « pourquoi », voire « pourquoi pas », on passe en réalité la plus grande partie de son temps à résoudre l’aspect

« comment » ; dans mon cas, il s’agissait de débugger d’infinies lignes de code… Un défi majeur est de garder du recul sur la problématique d’origine même lorsque l’on a les yeux obsessionnellement rivés sur les aspects pratiques ou techniques. En ce qui concerne la relation effort/résultat, j’ai le sentiment que la thèse n’échappe pas à la règle des 80/20, comme toute activité finalement ! Pour éviter de subir la lassitude des périodes creuses, qui paraissent improductives, il est bon de se rappeler qu’une thèse est une formation à la recherche par la recherche : elle repose sur une auto-évaluation et implique un apprentissage de l’échec puis une rétro-action. Cette méthode essais-erreurs, qu’on nommerait aussi justement erreurs-succès, s’applique tout au long du doctorat et permet de prendre sereinement conscience de l’étendue de ce qu’on ignore tout gagnant en confiance dans ses apprentissages.

Finalement, si on développe une expertise en termes de connaissance sur un sujet de niche durant une thèse, la recherche n’est pas déconnectée du monde réel et trouve des implications, voire des applications, à plus ou moins long terme dans différents domaines. Cela est plus directement appréciable dans le cadre des thèses CIFRE où l’application industrielle est identifiée, mais cela est vraisemblablement le cas pour les travaux fondamentaux, plus en amont, qui constituent déjà une production humaine.

Quels conseils donneriez-vous à un étudiant qui hésite à se lancer en thèse ?

La thèse, c’est gourmand !

Gourmand en temps, en implication personnelle voire émotionnelle alors même qu’on ne le voudrait pas. C’est entêtant parfois, et surtout vers la fin. Paradoxalement, une thèse, ça n’est ni court ni long... C’est trop condensé pour faire tout ce qu’on aurait voulu ou planifié : quelle frustration qu’elle s’arrête quand on commence à être maître de son sujet, confiant et assez compétent pour être totalement indépendant sur ses propositions ou orientations. Mais c’est aussi parfois trop long lorsque les difficultés scientifiques ou techniques se succèdent...

Mais la thèse, c’est aussi pour les gourmets !

Pour les étudiants curieux qui veulent tout comprendre, dans les moindres détails, et prennent le risque d’entreprendre. C’est grisant quand on obtient ses premiers résultats ; stimulant par l’environnement de travail, les rencontres et le soutien qu’on peut trouver auprès des chercheurs, ingénieurs, techniciens ou des autres doctorants, réels compagnons des bons jours comme des moins bons jours. C’est enthousiasmant, quoiqu’intimidant, quand on part pour les premières conférences à l’étranger. Il se pourrait même qu’on regrette que la thèse se finisse car c’est un cadre quasi-exclusif de recherche et donc un temps particulièrement privilégié pour ceux qui s’orienteront plus avant dans cette voie.

J’espère que vous serez fin gourmet, et que, vous aussi, vous oserez vous lancer !