Échange de Projets et d'Idées à l'ENSEEIHT (EPIN7), 2 rue Camichel, 31071 Toulouse.

"ATELIER NOUVEAUX CODES"

Option Mécanique des Fluides Numérique

O. Thual, D. Dartus et D. Astruc

22 septembre 1997

Ce texte décrit les objectifs de l'enseignement intitulé "Atelier Nouveaux Codes" (ANC) faisant partie du Module "Codes Industriels" de l'Option "Mécanique des Fluides Numérique" (MFN). Il débute par un court résumé du contenu de cet enseignement destiné à être intégré dans le syllabus général de cette option. Une description plus détaillée ainsi que les modalités particulières à l'année 1997-98 sont ensuite présentées.

SYLLABUS DE L'ENSEIGNEMENT "ATELIER NOUVEAUX CODES"

L'objet de cet enseignement est d'explorer ou de prospecter un ensemble de codes industriels installés dans le Département ou pouvant l'être. Ce travail de mise à niveau ou d'enrichissement du "patrimoine logiciel" du Département prépare le futur ingénieur aux tâches similaires qu'il pourra être amené à réaliser dans une entreprise. L'objectif de cet atelier est de permettre aux étudiants d'acquérir un expertise sur le choix et la prise en main de codes industriels. Cet atelier permet aussi de prototyper de nouveaux "Bureaux d'Études Spécialisés" (BES) et de maintenir une bibliothèque de codes utilisables par les "Bureaux d'Études Industrielles" (BEI).

À intervalles réguliers, les enseignants proposent aux choix des étudiants un ensemble tâches de nature diverses : recherche de nouveaux codes sur le réseau, installation et test de nouveaux codes, exploration d'un logiciel, support utilisateur sur un produit auprès des autres étudiants, etc. Quelques exemples de tâches regroupées par catégories sont listées ci-dessous.

* Exploration de codes : Fluidyn NS, Panache, BigFlow, MAD, Artemis

* Logiciels utilitaires : Post-processeur pour Phoenics, XPVM, LaTeX, Ref-Dif

* Systèmes d'information : Web de l'Option, Web de l'atelier, Assurance Qualité

INTRODUCTION

Aucune entreprise n'échappe aujourd'hui à l'utilisation de l'informatique, du petit logiciel de Bureautique aux codes de calculs industriels. S'il existe des ingénieurs spécialisés en informatique, il n'en reste pas moins vrai que l'ingénieur physicien doit posséder des compétences dans la maîtrise et l'installation de ces divers logiciels. Il doit aussi et surtout être capable de décider l'achat et l'installation d'un nouveau logiciel en tenant compte d'un environnement informatique existant. Ces décisions nécessitent un minimum d'expérience et de pratique.

Cette expérience sera acquise à travers la réalisation de plusieurs types de tâches ponctuelles et de durée limitée. Une structuration en équipes et une articulation entre les différentes tâches sera organisée. Ce mode de fonctionnement imite celui d'une entreprise et permet une réelle productivité. En effet, cet atelier doit permettre de réellement mettre à jour ou renouveler les logiciels utilisés dans le cadre de l'option, ce qui, outre le bénéfice pour la qualité des enseignements en général, permet d'ancrer cet atelier sur des objectifs concrets.

L'enrichissement du patrimoine logiciel d'une entreprise comme de cet atelier peut être divisé en trois grandes étapes .

Une première étape consiste en l'exploration de codes disponibles sur le marché, payant ou "shareware", et d'effectuer un choix en fonction de besoins spécifiques. Dans le cas de cet atelier, ces besoins concernent le renouvellement des BES (Bureaux d'Études Spécialisés), le soutien logiciel des BEI (Bureau d'Études Industrielles), ou encore l'illustration des enseignements. L'utilisation du réseau et la consultation de bibliographie spécialisé seront accompagné d'un travail de réflexion sur le contenu des codes ou logiciels considéré.

La deuxième étape consiste à installer, explorer et tester les codes ou logiciels importés dans l'environnement informatique existant. L'installation d'un nouveau code dans un environnement informatique donné nécessite presque toujours un investissement non négligeable. Une fois la brèche ouverte à travers un ou plusieurs exemples simples d'utilisation d'un logiciel, on peut considérer que la mise en place de l'outil est effectuée. Ces tâches devront donc déboucher sur la documentation d'un ou plusieurs exemples qui devront être rapidement reproductible par un nouvel utilisateur. L'accès à ces exemples et leur mode d'emploi sera consigné dans un manuel accessible en ligne et possédant une version papier.

La dernière étape consiste à assurer un support aux utilisateurs potentiels de ces outils en diffusant la compétence acquise lors de la prise en main des codes installés. Ce support passe par la rédaction de manuels accessibles en ligne et permettant une utilisation autodidactes des logiciels disponibles. Cet étape est essentielle et sera valorisé dans cet enseignement.

DÉROULEMENT DE L'ATELIER NOUVEAUX CODES

Le déroulement de l'Atelier Nouveaux Codes (ANC) est maintenant décrit à travers plusieurs mots clés, par souci de concision.

Fiche de spécification de tâche : chaque tâche sera initialisée par une "fiche de spécification de tâche", sous format html, renseignant les points suivants : objectif, nombre de participation et durée, plan de travail découpé en sous-tâches, déroulement chronologique, produits finis,

bibliographie et intérêt pédagogique.

Manuel : il s'agit d'un document concis et pratique destiné â être consulté et utilisé par les utilisateurs potentiels de ces logiciels (ANC, BES, BEI, etc.). L'ensemble des manuels, rédigés sous format html, sera géré de manière consistante et sera consultable à partir du serveur de l'option. Un manuel est destiné à évoluer dans le temps au fur et à mesure de sa mise à jour.

Plan de travail : pour chaque tâche, un plan de travail doit être structuré dans le temps par les étudiants et présenté sous forme d'un tableau comme indiqué ci-dessous. Un premier tableau devra être remis après la première séance. Il sera comparé au tableau final qui retracer la déroulement effectif des différentes sous-tâches. Ces deux tableaux figureront dans le compte rendu final.

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  ELHA.1       ***        **     *                                                 
  ELHA.2        **       ***                                                       
  ELHA.3                         ****      **                                      
  ELHA.4                                   **        ***       *                   
  ELHA.5                                   *         **        ***                 
  ELHA.$                                                       *          *****    

Table : exemple de plan de travail associé à la tâche ELHA (voir plus loin). Dans cet exemple, chaque semaine comprend 5 unités de temps symbolisés par des "*". On voit que les sous-tâches sont effectuées en parallèles.

Compte-rendu : le compte-rendu doit comprendre le plan de travail prévu et le plan de travail effectivement réalisé. Il rappelle les objectifs initiaux et les compare aux réalisations effectives. Il relate les difficultés rencontrées dans l'accomplissement de la tâche. Il suggère, le cas échéant, la création de nouvelles tâches. Le manuel doit obligatoirement est séparé de ce compte-rendu car le premier document est amené à évoluer tandis que le second est définitif.

Dimensions de la tâche : à chaque tâche est affectée un durée prévue et un nombre de participants. Si le nombre de participant est fixé, la durée pourra être réactualisée en court de route, de préférence à la baisse afin d'accroître la productivité du BES.

Nom d'une tâche : pour des raisons de classement, chaque tâche doit être désignée par quatre lettres et un acronyme correspondant (plus ou moins sophistiqué).

Lancement des tâches : chaque session (de l'ordre de 4 à 5 séances) débutera par la présentation par des enseignants ou des étudiants d'un ensemble de tâches. Les binômes ont le choix entre ces différentes tâches par les binômes, sous l'arbitrage des enseignants en cas de conflits de choix ou de tâches obligatoires.

Soutenances : chaque session se termine par la soutenance des tâches. Pour ces soutenances, les binômes sont encouragés à proposer de nouvelles tâches à travers des "fiches de spécification de tâches" dont la pertinence pour la session suivante sera déterminée par les enseignants.

Évaluation de l'Atelier Nouveaux Codes : chaque tâche sera évaluée à travers la soutenance, le comptes-rendus et la qualité des produits finis demandés par la tâches (la plupart du temps un manuel).

TÂCHES DE TYPE "EXPLORATION DES CODES"

Ces tâches ont pour objectif la prospection, l'installation ou l'exploration de nouveaux codes industriels. Ces code sont la plupart du temps des codes de simulation de la mécanique des fluides. L'exemple des tâche CESV et ELHA ci-dessous illustre ce type de tâches.

Tâche "Codes aux Équations de Saint Venant" CESV

Objectif : cette tâche a pour but d'explorer de recenser les codes simulant les équations de Barré Saint-Venant (équations en eaux peu profondes). L'objectif est de comparer les méthodes numérique de ces codes, leur installations, leur applications à des études spécifiques, afin de permettre à un utilisateur de faire son choix.

Dimensions : 5 semaines et deux binômes en parallèles.

Plan de travail :

CESV.1 : exploration sur le réseau, recensement des logiciels existants dans le Département ou à l'IMFT (Telemac 2D, Flocoast, Fluvia, ...).

CESV.2 : rapatriement, installation d'un code Saint-Venant et exploration du code

CESV.3 : fabrication d'exemples simples pour le manuel

CESV.4 : rédaction du manuel

CESV.$ : rédaction du compte-rendu et préparation de la soutenance

Produits finis : fabrication d'un ou plusieurs exemples simples et manuel html

Intérêt pédagogique : choix d'un code, exploration d'un code, installation d'un code

Tâche "Exploration du Logiciel de Houle Artemis" ELHA

Objectif : cette tâche a pour but d'explorer le logiciel de Houle Artemis à travers la fabrication d'un exemple simple qui a fait l'objet d'un BE d'Hydrodynamique Marine de l'Option Science de l'Eau et de l'Environnement.

Dimensions : 7 semaines et deux binômes en parallèles.

Plan de travail :

ELHA.1 : lecture approfondie de la documentation Artemis.

ELHA.2 : lancement et exploration des exemples du logiciel.

ELHA.3 : création de la bathymétrie du BE Hydrodynamique Marine.

ELHA.4 : propagation d'une houle monochromatique dans la bathymétrie.

ELHA.5 : rédaction du manuel.

ELHA.$ : rédaction du compte-rendu et préparation de la soutenance.

Produits finis : fabrication d'un ou plusieurs exemples simples et manuel html

Intérêt pédagogique : utilisation de manuels, approche de Telemac 2D, gestion des tâches.

TÂCHES DE TYPE "LOGICIELS UTILITAIRES"

Ces tâches ont pour objectif l'installation de logiciels utilitaires gravitant autour de l'utilisation des codes industriels. L'exemple des tâches ITDT et PPPP ci-dessous illustre ce type de tâches.

Tâche "Installation Table à Digitaliser Telemac" ITDT

Objectif : cette tâche a pour but d'installer et de tester la table à digitaliser récemment acquise par le département pour l'utilisation du logiciel TELEMAC 2D. L'interface avec d'autres logiciel sera exploré ainsi que l'installation d'une table à digitaliser de format plus petit.

Dimensions : 3 semaines pour un trinôme.

Plan de travail : 5 tâches à structurer dans le temps.

ITDT.1 : lecture des manuels de la table et de Telemac 2D. Branchement physique sur la station HP. Installation du logiciel de gestion de la table.

ITDT.2 : test de la table avec Sinux sur des exemples simples destinés à être reproduits dans le manuel. Transfert des fichiers vers Trigrid/Unix version demo et Trigrid/PC.

ITDT.3 : installation de Trigrid/Unix version demo sur HP et Sun.

ITDT.4 : rédaction d'un manuel en version papier et html.

ITDT.$ : rédaction du compte-rendu et préparation de la soutenance.

Produits finis : installations testées de la table et de Trigrid/Unix, fabrication d'un ou plusieurs exemples simples et manuel en version html et papier.

Intérêt pédagogique : utilisation de manuels, approche de Telemac 2D, gestion des tâches.

Tâche "Post Processeur Pour Phoenics" PPPP

Objectif : cette tâche a pour but de créer un logiciel qui permettra d'extraire d'un fichier de résultats Phoenics une série d'informations en vue de son traitement graphique ou analytique.

Dimensions : 3 semaines pour un binôme.

Plan de travail : 5 tâches à structurer dans le temps.

PPPP.1 : analyse de la structure d'un fichier PHI, des fichiers de données pour XMGR, des fichiers de données pour GnuPlot

PPPP.2 : définition du cahier des charges.

PPPP.3 : programmation de l'interface pour les post processeurs.

PPPP.4 : implémentation du programme.

ITDT.$ : rédaction du compte-rendu et préparation de la soutenance.

Produits finis : un programme d'exploitation des résultats de Phoenics et un manuel

Intérêt pédagogique : maîtrise d'un code industriel, analyse fine des résultats de Phoenics.

TÂCHES DE TYPE "SYSTÈMES D'INFORMATION"

Ces tâches ont pour but de gérer l'ensemble des codes et logiciels du patrimoine de l'Atelier Nouveaux Codes, d'organiser l'articulation entre les différentes tâches et d'en valoriser les résultats.

Tâche "Planning Dynamique et Création de Tâches" PDCT

Objectif : cette tâche consiste à mettre à jour dynamiquement le diagramme Perth des tâches et à en définir de nouvelles.

Dimensions : toute l'année découpée en 4 périodes. Un binôme responsable de chaque période. Dialogue avec les réalisateurs de tâches.

Plan de travail :

PDCT.$ : rédaction du compte-rendu et soutenance.

Intérêt pédagogique : organisation d'un support, relation clientèle.

Produits finis : support utilisateur, mise à jour des manuels de tâches.

Tâche "Support Utilisateur Post-Tâches" SUPT

Objectif : cette tâche consiste à assurer un support consécutif à toutes les tâches réalisées dans le cadre de l'Atelier Nouveaux Codes. Ce support s'adresse aux étudiants des toutes les options du département.

Dimensions : toute l'année découpée en 4 période. Un binôme responsable de chaque période. Implication des auteurs des tâches supportées.

Plan de travail :

SUPT.1 : identification des tâches prioritaires à supporter. Lecture des manuels correspondant.

SUPT.2 : gestion des permanences et du concours des auteurs des tâches ciblées.

SUPT.3 : mise à jour d'un nombre choisi de manuels.

SUPT.$ : rédaction du compte-rendu et soutenance.

Produits finis : support utilisateur, mise à jour des manuels de tâches.

Intérêt pédagogique : organisation d'un support, relation clientèle.

CONCLUSION

Le présent document propose donc un mode de fonctionnement de l'Atelier Nouveaux Codes (ANC) basé sur le découpage en tâches limitée choisies par un ou plusieurs binômes. Il est essentiel de garder à l'esprit que les investissements effectués lors de ce travail doivent pouvoir être réutilisables par d'autres étudiants, ce qui est réalisé à travers l'édition de manuels pouvant être mis à jour.

La spécification des tâches est effectuée aux moyens de "fiches de spécification de tâches". Ces tâches ont été classées en trois types : exploration de codes, logiciels utilitaires et systèmes d'information. Quelques exemples de tâches ont été données à titre d'illustration : recensement des codes Barré de Saint Venant, exploration du logiciel Artemis, installation d'une table à digitaliser, développement d'une interface avec un logiciel de visualisation et gestion dynamique des tâches et organisation du support. D'autres exemples peuvent être consulté sur le Web de l'option ou bien imaginées : organisation des serveurs web du BEI et de l'Option, exploration de formats hypertexte gérant les équations, soutien à la formation Telemac 2D du LHF, invitation d'intervenant extérieurs, relations avec le département informatique, illustrations de cours, recensement des logiciels PC, gestion des ressources informatiques de l'option, etc....

ANNEXE : EXEMPLE DE "FICHE DE SPÉCIFICATION DE TACHE"

Chaque tâche devra être initialisée à l'aide d'une "fiche de spécification de tâche" complète. L'exemple ci-dessous est sommaire, et devra faire l'objet d'une itération initiales avec les étudiant. Cette fiche devra être rédigée dès la première séance et figurer dans le compte-rendu final.

Tâche "Exploration du Logiciel de Houle Artemis" ELHA

Objectif : cette tâche a pour but d'explorer le logiciel de Houle Artemis à travers la fabrication d'un exemple simple qui sera ensuite utilisé pour le BE d'Hydrodynamique Marine de l'Option Science de l'Eau et de l'Environnement.

Dimensions : 7 semaines et deux binômes en parallèles.

Plan de travail :

ELHA.1 : lecture approfondie de la documentation Artemis.

ELHA.2 : lancement et exploration des exemples du logiciel.

ELHA.3 : création de la bathymétrie du BE Hydrodynamique Marine.

ELHA.4 : propagation d'une houle monochromatique dans la bathymétrie.

ELHA.5 : rédaction du manuel.

ELHA.$ : rédaction du compte-rendu et soutenance.

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  ELHA.1       ***        **     *                                                 
  ELHA.2        **       ***                                                       
  ELHA.3                         ****      **                                      
  ELHA.4                                   **        ***       *                   
  ELHA.5                                   *         **        ***                 
  ELHA.$                                                       *          *****    

Produits finis : fabrication d'un ou plusieurs exemples simples et manuel en version html et papier.

Documents associés : texte du BE d'hydrodynamique marine, manuels Telemac 2D.

Intérêt pédagogique : utilisation de manuels, approche de Telemac 2D, gestion des tâches.


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