CORDIER Laurent

Directeur de Recherche CNRS

CNRS – Université de Poitiers – ISAE ENSMA
11 Boulevard Marie et Pierre Curie

Site du futuroscope
TSA 41123
86073 POITIERS CEDEX 9

Office : Bâtiment H2, Room 113 (1st Floor)

Equipe de recherche

Biographie


  • Fonctions actuelles
    • Directeur de recherche de 2ème classe au CNRS.
    • Directeur du GDR CNRS « Contrôle des Décollements ».
    • Responsable de l’équipe « CURIOSITY » (13 chercheurs). Equipe interdisciplinaire créée le 1er janvier 2021.
    • Membre du CoNRS (section 10).
  • Parcours professionnel
    • 2017-2018 : Chargé de recherche de classe normale au CNRS, affecté à l’institut Pprime. Membre de l’équipe : « Turbulence Incompressible et Contrôle (TIC) ».
    • 2006-2017 : Chargé de recherche de 1ère classe au CNRS, affecté à l’institut Pprime créé le 1er Janvier 2010. Recrutement au Laboratoire d’Etudes Aérodynamiques (LEA, UMR 6609, CNRS – Université de Poitiers – ENSMA) le 1er Octobre 2006 sur un projet de recherche intitulé « Vers une approche intégrée de l’optimisation et du contrôle actif des écoulements et des transferts turbulents ». Membre de l’équipe : « Aérodynamique, Turbulence, Acoustique et Contrôle ».
    • 1999-2006 : Maître de conférences à l’Institut National Polytechnique de Lorraine (Nancy, France). Recherche effectuée au LEMTA (Laboratoire d’Energétique et de Mécanique Théorique et Appliquée).
    • 1997-1999 : ATER à l’université de Mulhouse (ENSISA) puis à l’université Henri Poincaré (ESSTIN).
  • Formation
    • 2016 : Habilitation à Diriger des Recherches de l’université de Poitiers (mécanique des fluides) intitulée « Flow control: A journey from model-based to model-free control ».
    • 1996 : Thèse de doctorat de l’université de Poitiers (mécanique des fluides), Laboratoire d’Etudes Aérodynamiques, Poitiers. Mention Très Honorable avec les Félicitations.

      « Etude de systèmes dynamiques basés sur la décomposition orthogonale aux valeurs propres (POD). Application à la couche de mélange turbulente et à l’écoulement entre deux disques contra-rotatifs. »

      Directions de thèse : Jean-Paul Bonnet (DR CNRS) – Joël Delville (IR CNRS).

    • 1992 : DEA « Aérodynamique, Combustion, Thermique », option Aérodynamique, Poitiers. Mention Très Bien. Major de promotion.

      « Simulation Numérique par méthode spectrale de l’écoulement entre deux disques contra-rotatifs. »

      Directeur de stage : J. Pécheux (CR CNRS).

    • 1992 : Diplôme d’ingénieur de l’Ecole Nationale Supérieure de Mécanique et d’Aérotechnique (ENSMA), Poitiers.

      Spécialité « Aérothermique ».

      Stage ingénieur à la division « Avion » de l’Aérospatiale (Toulouse).

      « Influence des coefficients aérodynamiques sur les mouvements latéraux de l’Airbus A340-300. »

    • 1991 : Maîtrise de Mécanique, Université de Poitiers – ENSMA, mention Assez Bien.
    • 1990 : Maîtrise de Physique, Université de Poitiers, mention Bien. Major de promotion.
    • 1989 : Licence de Physique, Université de Poitiers, mention Bien. 2ème sur 55 étudiants.
  • Prix et distinctions
    • 2017 : Bénéficiaire de la Prime d’Encadrement Doctoral et de Recherche (PEDR).
    • 1997 : Prix de thèse de l’Ecole Doctorale Sciences Pour l’Ingénieur de l’Université de Poitiers.
    • 1997 : Prix de thèse du 3ème Congrès de Mécanique Marocain.

Recherche


  • Résumé de mes activités de recherche

Mon activité de recherche est centrée sur le contrôle des écoulements et des transferts, domaine qui est à la frontière de la mécanique des fluides, des mathématiques appliquées et de la théorie du contrôle. Historiquement, ma démarche consistait à rechercher des stratégies de contrôle en couplant méthodes de réduction de modèles (Proper Orthogonal Decomposition, modes globaux, Dynamic Mode Decomposition, modes de Koopman, modes resolvent) et des outils élaborés par les mathématiciens appliqués (contrôle optimal, méthodes adjointes, contrôle robuste) et les automaticiens (identification, estimation d’état, Balanced truncation). Mes travaux sont caractérisés par la préoccupation de développer des stratégies de contrôle efficaces applicables en situation réelle et en régime turbulent. Pour cela, j’essaie d’ouvrir de nouvelles voies exploitant au mieux nos connaissances théoriques et les mesures pouvant être réalisées in situ. Cette démarche nous a conduit ces dernières années à nous intéresser de manière de plus en plus importante aux méthodes pilotées par les données (approches « data driven »), ainsi qu’aux techniques d’apprentissage automatique ou Machine Learning. Les actions de recherches développées depuis 2010 sont :

    • Réduction de traînée et contrôle de bi-stabilité sur un corps de Ahmed à culot droit avec et sans dérapage ;
    • Assimilation variationnelle (4D-Var) et stochastique (filtres de Kalman). Application de l’assimilation de données séquentielles à l’estimation d’état d’écoulements compressibles autour de corps à géométrie complexe ;
    • Identification de paramètres de modèles dynamiques (Dual ENsemble Kalman Filter) ;
    • Généralisation du théorème de transport de Reynolds, liens avec l’équation de Liouville et les opérateurs de Perron-Frobenius et Koopman ;
    • Modèles réduits paramétriques pour le contrôle d’écoulement ;
    • Récupération optimale d’énergie par systèmes oscillants ;
    • Réduction de modèle par Dynamic Mode Decomposition ;
    • Stratégies d’identification de modèle dynamique pour le contrôle (ARMAX) ;
    • Contrôle d’écoulement en interaction fluide-structure ;
    • Contrôle thermique d’écoulements en convection mixte ;
    • Contrôle optimal d’un écoulement de canal turbulent ;
    • Analyse de stabilité et modélisation turbulente d’un écoulement instationnaire décollé autour d’un profil d’aile NACA 0015.

 

Enseignement


  • En lien avec mon activité de Recherche
    • 2020 : Introduction au contrôle optimal, formation interne, équipe CURIOSITY, Université de Poitiers, ISAE-ENSMA, 6 h.
    • 2016–2019 : Contrôle des écoulements et des transferts, formation de spécialité de l’Ecole Doctorale SIMMEA, Université de Poitiers, ISAE-ENSMA, 10 h.

      Analyse des systèmes linéaires. Contrôle optimal en boucle ouverte. Contrôle linéaire en boucle fermée avec information complète. Contrôle linéaire en boucle fermée avec estimation de l’état. Réductions de modèles. Illustrations sur le système d’Orr- Sommerfeld/Squire.

    • 2017 : Introduction à la réduction de modèles en Dynamique des Fluides, Workshop « Vers le traitement des données massives : Défis et applications en Mécanique des Fluides et en Sciences de l’Ingénieur », LIMSI, Orsay, 1 h.

      POD – DMD – CROM – analyse de Koopman – analyse de stabilité globale – analyse en modes résolvants – Kernel PCA

    • 2017 : Réduction de la dimension dans les dynamiques spatio-temporelles, ANF « Réduction de la dimension dans la fouille de données massives : enjeux, méthodes et outils pour le calcul », La Vieille Perrotine, île d’Oléron, 4 h.

      POD – DMD

    • 2013 : Advanced post-processing of experimental and numerical data, Lecture Series 2014-01, Von Karman Institute for Fluid Dynamics, Bruxelles, Belgique, 3 h, 4-7 novembre.

      Model Reduction, POD and Data Assimilation.

    • 2013 : Contrôle des écoulements, 1st International Forum for Turbulence and Network Control (IFTNC-1), Ambrosys, Potsdam, Germany, 2 h, 4-15 Février.
    • 02/2012 : Contrôle des écoulements et des transferts, étudiants de l’option MISE de l’ENSIP et du Master International de Turbulence, Université de Poitiers, 10 h.
    • 11/2010 : International Forum on Flow Control-2, Winterschool, Poitiers, 16 h.
  1. Reduced-Order Modelling for Flow Control.
  2. An introduction to optimal control theory.
  3. Dynamic Mode Decomposition.
    • 12/2009 : Flow Control Methods and Applications, Workshop, Poitiers, 20 h.
    1. POD Reduced-Order Modelling and Optimal Controllers for Flow Control.
  1. An introduction to optimal control theory.
  2. Elements of control theory.
    • 03/2009 : Flow control: fundamentals, advances and applications, Lecture series 2009-04, Von Karman Institute for Fluid Dynamics, Bruxelles, 3 h.
  1. POD Reduced-order models.
  2. Optimal Control.
    • 09/2008 : Flow control and constrained optimization problems, Ecole d’été « Reduced Order Modelling for Flow Control », CISM Udine, Italie, 2 h.
    • 02/2008 : Post-processing of experimental and numerical data, Lecture series 2008-01, Von Karman Institute for Fluid Dynamics, Bruxelles, 3 h.
    1. Proper Orthogonal Decomposition : an overview.
    2. Two typical applications of POD : coherent structures eduction and reduced-order modelling.
    • 03/2006 : Réduction de dynamique par POD, Ecole de printemps « Optimisation et Contrôle des Ecoulements et des Transferts », Aussois, 2 h.
    • 2005–2006 : Structures cohérentes et POD, Master 2 recherche de mécanique énergétique de l’Institut National Polytechnique de Nancy, Nancy, 4 h.
    • 2003 : Post-processing of experimental and numerical data, Lecture series 2003-04, Von Karman Institute for Fluid Dynamics, Bruxelles, 3 h.
    1. Proper Orthogonal Decomposition: an overview.
    2. Two typical applications of POD : coherent structures eduction and reduced-order modelling.
    • 2002 : Post-processing of experimental and numerical data, Lecture series 2002-04, Von Karman Institute for Fluid Dynamics, Bruxelles, 3 h.
    1. Proper Orthogonal Decomposition : an overview.
    2. Two typical applications of POD : coherent structures eduction and reduced-order modelling.
    • 1998–2000 : Simulation Numérique de la Turbulence, Cours Magistral, Ecole Supérieure des Sciences et Technologies de l’Ingénieur de Nancy (ESSTIN), Université de Nancy 1, 2 h.

      Modélisation de la Turbulence par des systèmes dynamiques d’ordre faible.

    • 1996 : Identification de structures cohérentes et contrôle des écoulements turbulents cisaillés, cours donnés dans le cadre de l’école intitulée « Flow Control : Fundamentals and Practices », Cargèse (France), puis université de Notre Dame (USA), 4 h.

 

  • En lien avec ma fonction d’Enseignant-Chercheur
    • 1999–2006 : Mathématiques (algèbre et analyse), Cours Magistral et Travaux Dirigés, Ecole Européenne d’Ingénieurs en Génie des Matériaux (EEIGM) et Ecole Nationale Supérieure en Génie des Systèmes Industriels (ENSGSI), Institut National Polytechnique de Lorraine (INPL), Nancy, 192 h par an.

      Algèbre : Espaces vectoriels. Applications linéaires. Matrices. Courbes paramétrées du plan et de l’espace. Déterminants. Diagonalisation. Formes quadratiques. Espaces vectoriels préhilbertiens. Géométrie dans les espaces euclidiens et hermitiens. Séries de Fourier. Réduction des endomorphismes normaux.

      Analyse : Dérivabilité de fonctions. Formules de Taylor et développements limités. Fonctions hyperboliques. Calculs d’intégrales et de primitives. Intégrales généralisées. Equations différentielles du 1er ordre et du 2ième ordre.

    • 1999–2006 : Projets d’informatique, Ecole Européenne d’Ingénieurs en Génie des Matériaux (EEIGM) et Ecole Nationale Supérieure en Génie des Systèmes Industriels (ENSGSI), Institut National Polytechnique de Lorraine (INPL), Nancy, 20 h par an.

      i) Résolution de l’équation de la chaleur. ii) Algorithme de Dijkstra. iii) Les tours de Hanoï. iv) Système de fonctions itérées ou Comment construire un fractal ? v) Résolution de systèmes linéaires par méthode itérative. vi) Le pays des « attracteurs étranges ». L’attracteur de Lorenz. vii) Le pays des « attracteurs étranges ». Etude d’un modèle Proie-Prédateur. viii) Le problème des trois corps.

    •  
    • 1999–2002 : Aérodynamique compressible, Cours Magistral, Ecole Supérieure des Sciences et Technologies de l’Ingénieur de Nancy (ESSTIN), Université de Nancy 1, 20 h.

      Phénomènes de propagation d’ondes sonores. Phénomènes de choc. Notion de compressibilité. Equations régissant un écoulement isentropique de gaz en régime compressible. Ondes de choc normales (relations de Prandtl et d’Hugoniot) et ondes de choc obliques (polaires de Busemann). Phénomènes de réflexion et d’intersections d’ondes de chocs, effet de Mach. Ecoulements compressibles unidirectionnels. Ecoulement d’un fluide supposé idéal en conduite de section variable (théorèmes d’Hugoniot généralisés). Ecoulements de gaz parfait en conduite de section constante avec pertes de charges (écoulement de Fanno) ou transfert de chaleur (écoulement de Rayleigh). Méthode des petites perturbations. Caractéristiques d’un écoulement supersonique autour d’un profil donné.

    • 1999–2002 : Combustion, Cours Magistral, Ecole Supérieure des Sciences et Technologies de l’Ingénieur de Nancy (ESSTIN), Université de Nancy 1, 16 h.

      Introduction générale des phénomènes de combustion. Equations de bilan local (masse, quantité de mouvement, énergie) pour des milieux continus gazeux réactifs. Relations phénoménologiques permettant d’évaluer les termes de flux et de production dans les équations de bilan. Flammes de diffusion et de prémélange. Phénomènes de combustion dans les foyers de turboréacteur.

    • 1998–1999 : Mécanique des Fluides et Aérodynamique, Travaux Pratiques, Ecole Supérieure des Sciences et Technologies de l’Ingénieur de Nancy (ESSTIN), Université de Nancy 1, 110 h.

      Mesure de débit dans une conduite de section circulaire à l’aide d’un diaphragme. Détermination des pertes de charge régulières et singulières. Caractéristiques aérauliques d’un ventilateur à enveloppe. Détermination des lois de comportement pour des fluides non-Newtoniens (rhéologie). Etude de l’écoulement autour d’une marche descendante à l’aide de l’Anémométrie Laser à effet Doppler (LDA). Evaluation des coefficients aérodynamiques d’un profil d’aile NACA 23012 par mesures de pressions pariétales et balance aérodynamique. Etude d’un jet d’air turbulent par anémométrie fil chaud CTA.

    • 1998–1999 : Mécanique Générale, Travaux Dirigés, Ecole Supérieure des Sciences et Technologies de l’Ingénieur de Nancy (ESSTIN), Université de Nancy 1, 56 h.

      Rappels mathématiques sur les vecteurs et les torseurs. Cinématique du point et des solides (liaisons mécaniques). Cinématique des systèmes à masse conservative (torseurs cinétique et dynamique). Géométrie des masses (moments et tenseurs d’inertie). Dynamique des systèmes à masse conservative (Principe Fondamental de la Dynamique, théorème de l’énergie cinétique, équations de Lagrange). Analyse des chocs et percussions entre systèmes mécaniques. Notions de relativité restreinte. Etude de systèmes à N degrés de liberté.

    • 1998–1999 : Mécanique des Fluides et Thermique, Travaux Dirigés, Ecole Supérieure des Sciences et Technologies de l’Ingénieur de Nancy (ESSTIN), Université de Nancy 1, 36 h.

      Définition et caractéristiques d’un fluide Newtonien. Similitude et analyse dimensionnelle. Statique des fluides. Ecoulements laminaires permanents d’un fluide visqueux incompressible. Bilans mécaniques pour un fluide Newtonien (théorème de l’énergie cinétique, conservation de la quantité de mouvement, pertes de charge). Ecoulements de fluides compressibles (chocs droits, tuyère supersonique). Transferts de chaleur (conduction, convection, rayonnement). Etudes globales de systèmes non-isothermes.

    • 1997–1998 : Mécanique des Matériaux, Travaux Pratiques, Ecole Supérieure des Sciences Appliquées pour l’Ingénieur de Mulhouse (ESSAIM), Université de Haute Alsace, 45 h.

      Identification de matériaux par essais de traction compression. Détermination des modules d’Young et du coefficient de Poisson par jauges d’extensométrie. Modélisation de matériaux par analogies rhéologiques (modèles de Maxwell et de Kelvin).

    • 1997–1998 : Mécanique Générale, Ecole Supérieure des Sciences Appliquées pour l’Ingénieur de Mulhouse (ESSAIM), Université de Haute Alsace, Cours Magistral : 20 h ; Travaux Dirigés : 40 h.

      Rappels de cinématique du point et du solide. Approches statique (torseur des efforts, Principe Fondamental de la Statique, travaux virtuels) et dynamique (inertie, torseur cinétique, Principe Fondamental de la Dynamique). Approches énergétiques (théorème de l’énergie cinétique, puissance). Notions de mécanique analytique (équations de Lagrange et Hamiltoniens). Aspects technologiques : théorie des liaisons mécaniques.

    • 1995–1996 : Informatique, Travaux Pratiques, département Maintenance Industrielle, IUT de Poitiers, 72 h.

      Traitement de texte, tableur, base de données, programmation en langage C.

    • 1995–1996 : Traitement du Signal, Cours Magistral, DEA d’Aérodynamique, Combustion et Thermique, Université de Poitiers, 15 h.

      Traitement des signaux analogiques et numériques. Acquisition de données.

    • 1994–1995 : Traitement du Signal, Cours Magistral, DEA d’Aérodynamique, Combustion et Thermique, Université de Poitiers, 6 h.

      Traitement des signaux analogiques et numériques. Acquisition de données.

Activités administratives


  • 12/2017–09/2018 : Membre élu de la Commission d’Expertise Scientifique (CES) de l’université de Poitiers pour la 60ème section du CNU, Démission suite à ma prise de fonction en tant que Directeur de Recherche.
  • 2010–2013 : Membre élu (assesseur) de la Commission d’Expertise Scientifique (CES) de l’université de Poitiers pour la 60ème section du CNU.

    L’Institut Pprime étant une Unité Propre de Recherche du CNRS, les chercheurs CNRS n’ont plus été autorisés de Janvier 2014 à Janvier 2018 à faire partie des CES.

  • 03/2012–12/2014 : Membre élu du conseil de Laboratoire, Pprime (UPR 3346).
  • 10/2009–12/2013 : Responsable pour le département « Fluides, Combustion, Thermique » de l’organisation des séminaires.
  • 2003–2006 : Membre élu du conseil de Laboratoire, LEMTA (UMR 7563).
  • 2003–2006 : Membre élu du conseil d’administration, Institut National Polytechnique de Lorraine.
  • 2003–2006 : Membre élu du conseil d’administration, Ecole Européenne d’Ingénieurs en Génie des Matériaux (EEIGM).
  • 2001–2006 : Membre élu de la Commission de Spécialistes 60ème section, Institut National Polytechnique de Lorraine.
  • 2001–2006 : Membre nommé de la Commission de Spécialistes 60ème section, Université Henri Poincaré (Nancy 1).
  • 1999–2001 : Membre nommé de la Commission de Spécialistes 60ème section, Université de Haute-Alsace.

Sélection de publications


  1. Bucci M. A., Semeraro O., Allauzen A., Wisniewski G., Cordier L., Mathelin L. « Control of chaotic systems by Deep Reinforcement Learning ». Proceedings of the Royal Society A: Mathematical, Physical and Engineering Sciences 475.2231 (2019), p. 20190351.

  2. Semaan R., Kumar P., Burnazzi M., Tissot G., Cordier L., Noack B. R. (2016) « Reduced-order modelling of the flow around a high-lift configuration with unsteady Coanda blowing ». J. Fluid Mech. 800, pp. 72-110.

  3. Kaiser E., Noack B. R., Cordier L., Spohn A., Segond M., Abel M., Daviller G., Östh J., Krajnovic S. & Niven R. K. (2014) « Cluster-based reduced-order modelling of a mixing layer « . J. Fluid Mech. 754, pp. 365-414.

  4. Cordier L., Noack B. R., Tissot G., Lehnasch G., Delville J., Balajewicz M., Daviller G. & Niven R. K. (2013) « Identification strategies for model-based control « ..Exp. in Fluids, special issue Flow Control, 54, (8), pp. 1-21.

  5. Cordier L. (2010) “Flow control and constrained optimization problems”, chapter (76 pages) published in “Reduced-Order Modelling for Flow Control”, Noack B. R., Morzyński M. & Tadmor G. (Eds), Springer Verlag.

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