Contexte :

Les simulations numériques sont couramment utilisées dans l'industrie aéronautique, par exemple pour analyser l'intégrité des fuselages ou même le risque de collision avec la faune aviaire avoisinant un aéroport. Or, il n'existe pas de méthode intégrée permettant d'analyser numériquement le risque lié aux opérations d'un drone au-delà de la visibilité directe (Beyond Visual Line-Of-Sight - BVLOS), une étape nécessaire au processus SORA (Specific Operational Risk Assessment) permettant d'autoriser une mission. Dans ce contexte, notre projet de recherche, en partenariat avec CAE et Unither Bioélectronique, vise le développement d'un pipeline de traitement complet pour la production de données synthétiques à partir d'un environnement de simulation sophistiqué d'un corridor de vol, incluant les conditions météorologiques, les infrastructures au sol, les interactions du trafic de l'espace aérien et même la qualité des liens de communication pour opérer le drone, tout cela alimenté autant par des données historiques qu'obtenues en direct.

Sujet :

Ce sujet de thèse vise à réaliser une simulation réaliste et suffisamment complète du terrain du corridor, de ses conditions météorologiques et, surtout, du trafic aérien potentiel qui y est présent. La personne retenue sera en charge de (i) créer un modèle dynamique des entités contrôlées intégrant trois types d'impact de la turbulence (aucun impact, modéré et significatif). (ii) faire la modélisation du trafic non-coopératif et coopératif pour une ou plusieurs entités qui implémente trois comportements de base : hostile, quasi-accident et aléatoire. (iii) générer des modèles tridimensionnels du terrain et des infrastructures (bâtiments, routes, lignes électriques, etc.) pour des corridors spécifiques, ainsi qu'un modèle des conditions météorologiques impactant la dynamique de vol de l'avion étudié. Pour reproduire le terrain des corridors, nous explorerons la conversion de données publiques provenant de sources comme OpenStreetMap (OSM) afin de les intégrer à la base de données de terrain de notre simulation, permettant ainsi des requêtes hors ligne sans communication directe avec les serveurs OSM pendant l'exécution du scénario. À l'issue de cette thèse, l'étudiant(e) aura développé un modèle logiciel complet mettant en œuvre l'environnement de simulation fondamental et un pipeline de traitement de sous la forme d'un ensemble d'outils logiciels permettant une automatisation efficace de la production et de la consolidation de données synthétiques.

Environnement de travail :

La thèse sera réalisée sous la co-direction du Pr François Ferland, Pr David Rancourt et Pre Adina Panchea, dans le cadre de projet d'alliance entre l 'Université de Sherbrooke, CAE et Unither Bioélectronique pour accélérer le processus d'analyse de risque de mission SORA (Specific Operational Risk Assessment) pour le futur de la mobilité aérienne. Le travail sera effectué principalement à l'Institut Interdisciplinaire d'Innovation Technologique (3IT) de l'Université de Sherbrooke et en collaboration avec des professionnels à la pointe de l'industrie chez nos partenaires de classe mondiale CAE et Unither Bioélectronique. L'étudiant(e) bénéficiera ainsi d'un environnement de recherche exceptionnel alliant étudiants, professionnels, professeurs et industriels travaillant main dans la main au développement des technologies du futur.

Profil recherché :

• Détenir une maitrise en génie en génie électrique ou mécanique

• Expérience en aéronautique avec des jumeaux numériques ou des environnements de simulation en robotique

• Compétences en programmation (Python et Javascript principalement). Des aptitudes dans le développement d'application web est un atout important.

• Facilité à communiquer en anglais ou en français tant à l'oral qu'à l'écrit

• Forte capacité d'adaptation, d'autonomie et de travail en équipe

• Goût prononcé pour la conception, la recherche et le développement

Date de début souhaité : Septembre 2025

Contact :

Documents à fournir : Lettre de présentation, curriculum vitæ, les relevés de notes des 2 dernières années et Contact de 2 personnes références

-

Context:

Numerical simulations are commonly used in the aeronautics industry, for example to analyze the integrity of fuselages or even the risk of collision with birds near an airport. However, there is no integrated method for numerically analyzing the risk associated with drone operations beyond direct visibility (Beyond Visual Line-Of-Sight - BVLOS), a necessary step in the Specific Operational Risk Assessment (SORA) process for authorizing a mission. In this context, our research project, in partnership with CAE and Unither Bioelectronics, aims to develop a complete processing pipeline for the production of synthetic data from a sophisticated simulation environment of a flight corridor, including weather conditions, ground infrastructure, airspace traffic interactions and even the quality of communication links to operate the drone, all of this fed by both historical and live data.

Topic:

This thesis aims to achieve a realistic and sufficiently comprehensive simulation of the corridor terrain, its meteorological conditions, and especially the potential air traffic present there. The successful candidate will be responsible for (i) creating a dynamic model of controlled entities incorporating three types of turbulence impact (no impact, moderate, and significant). (ii) modeling non-cooperative and cooperative traffic for one or more entities that implement three basic behaviors: hostile, near miss, and random (iii) generating three-dimensional models of the terrain and infrastructures (buildings, roads, power lines, etc.) for specific corridors, as well as a model of meteorological conditions that impact the flight dynamics of the aircraft under study. For replicating corridor terrain, we will explore the conversion of publicly available data from sources like OpenStreetMap (OSM) to integrate them into our simulation's terrain database, allowing offline queries without directly communicating with OSM servers during scenario execution. At the end of this thesis, the student will have developed a complete software model implementing the fundamental simulation environment and a processing pipeline in the form of a set of software tools allowing efficient automation of the production and consolidation of synthetic data.

Work Supervision:

This PhD thesis will be realized under the co-direction of Pr. François Ferland, Pr. David Rancourt and Pr. Adina Panchea, as part of Alliance Project between Université de Sherbrooke, CAE & Unither Bioélectronique on acceleration of the Specific Operational Risk Assessment (SORA) mission risk analysis process for the future of air mobility. The work will be carried out at the Interdisciplinary Institute for Technological Innovation (3IT) of the University of Sherbrooke and in collaboration with industry-leading professionals from our world-class partners CAE and Unither Bioelectronics. The student will thus benefit from an exceptional research environment bringing together students, professionals, professors and industrialists working hand in hand to develop the technologies of the future.

Desired Profile:

• Master's degree in electrical or mechanical engineering

• Experience in aeronautics with digital twins or robotics simulation environments

• Programming skills (primarily Python and JavaScript). Skills in web application development are a strong asset

• Ability to communicate in English or French both orally and in writing

• Strong ability to adapt, be autonomous and work in a team

• Pronounced taste for design, research and development

Contact:

Starting date: September 2025

Documents to provide: Cover letter, curriculum vitae and transcripts for the past two years