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

Référence du présent document : O. Thual, D. Dartus, Ph. Schmitz, EpiN7 1002 (1998)

"ATELIER NOUVEAUX CODES 1998/99"

Option Mécanique des Fluides Numérique

O. Thual, D. Dartus et Ph. Schmitz, 10 octobre 1998

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 1998-99 sont ensuite présentées.

1. SYLLABUS

ATELIER NOUVEAUX CODES HY3 MFN

Semestre 1 et 2 Cours : TD : 51 h TP : Projet : Crédits : 4

Prérequis : Codes de Calcul HY2

Mots-Clé : codes de calcul, codes industriels, modélisation numérique.

Bibliographie : http://www.enseeiht.fr/fr/formation/hy/MFN/travaux.html

Intranet de l'Option MFN, manuels en ligne.

Objectif

Acquérir un savoir faire dans l'installation, l'exploration et la maîtrise des codes industriels et de leur environnement logiciel. Se familiariser avec l'utilisation des codes installés sur le serveur de l'option.

Programme

Cet atelier consiste à se familiariser avec les codes industriels installés dans le département à travers trois actions : installation, exploration et maintenance. L'installation de nouveaux codes permet d'augmenter le nombre de logiciels disponibles dans le département. L'exploration des codes installés est réalisée en traitant des cas physiques réalistes ou idéalisés. Enfin, la maintenance de l'environnement informatique de ces codes permet d'en faciliter leur utilisation (rédaction de manuels, aides en lignes, etc.). L'atelier est articulé en trois sessions d'environ cinq semaines chacune au cours desquelles chaque binôme réalise une tâche bien identifiée. Chaque tâche fait l'objet d'une compte-rendu et d'un manuel destiné à faciliter l'utilisation des logiciels installés.

Les codes suivants ont été installés ou explorés aux cours des précédents ateliers : FLUENT, PHOENICS, TELEMAC-2D, ARTEMIS, FLUIDYN-NS, PANACHE, BIGFLOW, LIDO, TSAR, MOBILY, TRACER, CLAWPACK, LATEX, XPVM, REF-DIF, ESTET-ASTRID, etc.

M. O. THUAL, M. D. DARTUS, M. Ph. SCHMITZ

NEW CODES WORKSHOP

Semester: 1 and 2      Lectures:      Hands-on: 51h      ECTS units: 4

Keywords: computation codes, industrial codes, computational modelling

Bibliography: http://www.enseeiht.fr/fr/formation/hy/MFN/travaux.html

Objectives: To get a know-how in the installation, exploration and mastering of industrial codes and their software environment. To become familiar to the use of the codes installed on the intranet server.

Program: During this hands-on workshop the approach of the industrial codes which are resident on the Intranet server is reached through three actions: installation, exploration and maintenance. The installation of new code increase the number of available softwares on the server. The exploration of the installed codes is achieved through the treatment of physical cases both realistic or idealized. At last, the maintenance of the software environment of these codes increased the user friendship (writing of manuals, on-line helps, ...). The workshop is divided into three sessions of about five weeks each. During one session, a two people team achieved a well defined task. Each task produces a manual and a report which goal is to ease the future use of the installed codes.

The following codes have been installed or explored during previous sessions: FLUENT, PHOENICS, TELEMAC-2D, ARTEMIS, FLUIDYN-NS, PANACHE, BIGFLOW, LIDO, TSAR, MOBILY, TRACER, CLAWPACK, LATEX, XPVM, REF-DIF, ESTET-ASTRID, etc.

M. O. THUAL, M. D. DARTUS, M. PH. SCHMITZ

2. 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.

3. ORGANISATION GÉNÉRALE DE L'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, Fluent, Ref-Dif

* Logiciels utilitaires : Post-processeur pour Phoenics, XPVM, LaTeX, Cfd-Geom

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

4. 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.

Anglais obligatoire à l'écrit : comme pour tous les autres enseignements de l'option MFN, la rédaction des pages html est effectuée en anglais.

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.

     week       1         2      3         4         5         6            7      
  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).

6. TÂCHES DE TYPE "EXPLORATION DES CODES"

Ces tâches ont pour objectif la prospection, l'installation ou l'exploration de nouveaux codes industriels. Ces codes 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 "Saint Venant Equation Codes" SVEC

Goals : the goal of this task is to explore or to build codes which solve the Barré Saint-Venant (équations en eaux peu profondes). Comparisons between numerical methods, installation procedure, case studies, etc., can be performed.

Size : 5 weeks with one or two duets.

Working plan :

SVEC.1 : exploration on the net, in the Department or at IMFT (Telemac 2D, Flowcoast, Fluvia, etc.).

SVEC.2 : Installation of one or several codes and exploration

CESV.3 : Building of simple examples for the manual

CESV.4 : writing of the report and manual

CESV.$ : oral defense

Deliverables : one or several examples and html manual

Pedagogical interest : choice, exploration and installation of codes.

7. 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 "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.

8. 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 "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.

9. 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 : RECOMMENDATIONS POUR LA RÉDACTION DES PAGES WEB

Les pages html rédigées dans le cadre de l'Atelier Nouveau code sont destinées à être copiées sur des structures INTRANET ou INTERNET de l'ENSEEIHT ou d'être diffusées sous forme de CD-ROM. Pour faciliter le portage de ces pages entre les mondes PC et Unix qui coexistent à l'ENSEEIHT et permettre le gravage de CD-ROM lisibles sur un grand nombre de plates-formes, il est nécessaire de respecter un certain nombre de contraintes lors de l'écriture de ces pages WEB. A cette fin, les quatre règle ci-dessous devront être respectées impérativement :

1) Règle des minuscules : tous les noms de fichier ou de répertoire doivent être en minuscule.

2) Règle des 8+3 caractères pour les noms de fichiers : les noms de fichier doivent être de la forme "nomfich.htm" ou "nomimag.gif" où "nomfich" et "nomimag" ne dépassent pas 8 caractères (minuscules) et où l'extension ".htm" ou ".gif" est exactement égale à 3 caractères (minuscules).

3) Règle des 8 caractères pour les noms de répertoire : les noms de répertoire ne doivent pas dépasser 8 caractères (minuscules) et ne doivent pas comporter d'extension.

4) Règle des chemins relatifs : les liens entre les pages HTML doivent indiquer des chemins relatifs (par exemple ./nextfich.htm ou ./repertoi/nextfich.htm). Seuls les liens absolus de la forme "http://www..." peuvent être inclus à condition de le signaler au lecteur (soit en écrivant l'adresse http dans le texte du lien, soit en juxtaposant un icône ->w3 à la suite du texte pointant sur cette adresse extérieures). Attention au copier/coller des icônes avec l'éditeur Netscape-Gold : le chemin absolu (file:/...) est automatiquement inclus dans le nouvel icône. Penser à migrer systématiquement une structure WEB vers un nouveau répertoire pour tester sa portabilité.

Un certain nombre de recommendations propres à l'Atelier permettent une meilleure gestion des pages :

5) Localité des images : aucune image ne peut être appelé d'un répertoire vers un autre.

6) Taille des images : développer les pages (attention aux images) pour un affichage en 640x480.

7) Fichiers interdits : ne pas utiliser de fichier vidéo (utiliser un gif animé pour une petite animation) ni de fichier son.