La thèse CIFRE : cultiver curiosité, rigueur et expertise au service de l’excellence scientifique

Julien NESPOULOUS

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Prix de thèse spécial « entreprise » de Paris-Est Sup en novembre 2023.

Quelles ont été vos motivations à entreprendre une thèse, et en quoi le dispositif CIFRE vous a-t-il paru particulièrement pertinent pour mener à bien ce projet ?

Au cours de ma dernière année d’ingénieur à l’ENSTA, complétée par un master à l’université Paris-Saclay (Modélisation et Simulation en Mécanique des Structures et Systèmes Couplés MS2SC), j’ai effectué mon stage de fin d’études au sein de la SNCF. C’est lors de ce stage que mon encadrante m’a proposé une thèse CIFRE issue de la collaboration entre la SNCF et le laboratoire MSME de l’université Gustave Eiffel. Malgré ma passion pour la recherche, j’ai d’abord hésité, car trois ans me semblaient longs et je craignais de retarder mon entrée dans le monde professionnel.

Pour mieux me projeter, je me suis tout d’abord renseigné sur le sujet (à la fois stimulant et ancré dans des problématiques concrètes), j’ai ensuite rencontré mon directeur de thèse ainsi que mes co-encadrants avec lesquels le contact a été très positif, et enfin, j’ai échangé avec un ancien doctorant ayant eu la même équipe d’encadrement. Selon moi, ces étapes sont des démarches essentielles garantissant le bon déroulement du doctorat. C’est d’ailleurs mon encadrante qui m’a fait relativiser en signalant que « ces trois années restent courtes à l’échelle d’une carrière, mais elles consolideront tes compétences pour ton avenir scientifique ».

J’aime la logique, les défis intellectuels et les questions ouvertes. La thèse CIFRE m’a semblé un excellent compromis, car elle permet de rester connecté à des applications concrètes et de voir directement l’impact de ses recherches, ce que je trouve particulièrement motivant et valorisant. J’ai donc décidé de me lancer, et aujourd’hui, j’ai le sentiment que ces trois années, riches en enseignements et en expériences, ont filé à toute vitesse.

Pourriez-vous nous présenter les grandes lignes de votre thèse ?

Ma thèse est intitulée « Optimisation sous contraintes et incertitudes de la commande du conducteur pour réduire la consommation énergétique des trains à grande vitesse à l'aide de la dynamique stochastique non linéaire et des statistiques ». Elle est structurée en trois grands axes :

• J’ai d’abord modélisé la dynamique du train de façon réaliste, en tenant compte des frottements, de la puissance des moteurs, de la consommation énergétique ainsi que de la capacité de récupération d’énergie lors du freinage...

• Dans un second temps, j’ai calibré les paramètres incertains de ce modèle en adoptant une approche bayésienne, permettant de combiner efficacement les données expérimentales réelles et les connaissances d’experts pour identifier les distributions de probabilité a posteriori les plus cohérentes.

• Enfin, j’ai formulé et résolu un problème d’optimisation sous contraintes et incertitudes, en utilisant des outils de statistiques pour réduire la dimension du problème et un algorithme évolutionnaire adapté à sa nature non linéaire. 

Ces travaux furent récompensés par le prix de thèse spécial « entreprise » de Paris-Est Sup en novembre 2023.

Quel est votre rôle au sein de votre structure actuelle, et comment votre expérience doctorale impacte-t-elle vos activités professionnelles ?

J’occupe actuellement le poste d’ingénieur de recherche en quantification des incertitudes au CEA, un poste transverse qui me permet d’intervenir sur des problématiques variées issues de plusieurs domaines de la physique, en mobilisant des outils avancés de statistiques. Une part importante de mon activité consiste à développer des codes, notamment dans la plateforme

« Uranie », qui intègre les principales disciplines abordées pendant ma thèse : calibration, propagation des incertitudes et optimisation (parmi d’autres comme l’analyse de sensibilité, la fiabilité ou encore la métamodélisation, …).

Le doctorat m’a permis d’acquérir des compétences pointues, à la fois théoriques et algorithmiques, qui ont été déterminantes pour l’obtention de ce poste et que j’utilise encore au quotidien. La thèse représente aussi, à mon sens, un véritable tremplin vers la recherche : c’est une période où l’on apprend à rédiger des articles scientifiques ([1] et [2]), à préparer des présentations pour des conférences, ou encore à transmettre ses connaissances à travers l’enseignement. Aujourd'hui, je me sens totalement épanoui dans mon poste actuel, et je suis conscient que sans ma thèse, je n'aurais jamais eu ce type d'opportunité.

 

Quelles recommandations adresseriez-vous à un étudiant envisageant de s’engager dans une thèse ?

À un étudiant qui envisage de se lancer dans une thèse, je conseillerais d’abord de bien évaluer sa motivation. Faire une thèse demande de la curiosité, une vraie envie d’apprendre, mais aussi une bonne dose de patience et de persévérance. La recherche ne garantit pas de résultats immédiats, et il faut savoir rester motivé malgré les hauts et les bas. Il est aussi essentiel de ne pas rester isolé : s’entourer des bonnes personnes, échanger avec son équipe d’encadrement et discuter avec d’anciens doctorants peut faire toute la différence. Trois ans peuvent paraître très longs si ces conditions ne sont pas réunies. Mais si l’on est bien préparé, c’est une aventure passionnante.

Une fois lancé, il faut prendre plaisir à cette période unique où l’on a une grande liberté d’apprentissage : lire, explorer, proposer des idées, tester des pistes sans contrainte de résultat immédiat. Il n’y a pas de réponse toute faite en recherche, et c’est justement ce qui en fait la richesse.

La rédaction du manuscrit est une étape à part entière de la thèse. Elle peut sembler difficile pour certains, mais c’est aussi une opportunité de prendre du recul, de structurer ses idées et de valoriser tout le travail accompli. Il est important de ne pas la repousser à la dernière minute : commencer tôt, même par petites sections, permet de gagner du temps et d’avoir une base pour rédiger des articles ou préparer des présentations. Écrire aide aussi à mieux comprendre son sujet, si l’on parvient à l’expliquer clairement, c’est souvent le signe qu’on le maîtrise vraiment. Cette étape finale est un moment fort du doctorat, où l’on prend conscience de tout le chemin parcouru.

Enfin, il ne faut pas oublier que la thèse est bien plus qu’un exercice académique ; elle constitue un véritable passeport vers des postes scientifiques de haut niveau, que ce soit dans les laboratoires, les organismes de recherche ou les entreprises. Pour beaucoup de ces postes, le doctorat est même une condition d’accès incontournable, et il reste un gage fort d’expertise et d’excellence.