simulation - teratec · la responsable produit simulation chez solidworks. dans la réalité, peu...

supplément au numéro 3325 du 4 avril 2013. ne peut être vendu séparément

simulation la french touch

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Usine-3325-Spe-Simulation - Sig-01version-Francaise

Usine-3325-Spe-Simulation - Sig-01version-Francaise

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Un tremplin pour

industrielleLocalisé dans le Très grand centre de calcul du CEA (TGCC),à Bruyères-le-Châtel (Essonne), le CCRT offre à ses partenairesla puissance de calcul nécessaire à leurs simulations, et les

L’INNOVATION

LES PARTENAIRES ACTUELS DU CCRT :Areva, EADS/Astrium, EDF, Ineris, L’Oréal, Snecma, TechspaceAero, Thalès, Turbomeca, Valéo sont partenaires du CCRT ainsique les quatre pôles de recherche du CEA (sciences de la matière,énergie nucléaire, applications militaires et sciences du vivant).

Airain,calculateur du CCRT(200 Teraflops).

Simulation dela qualité de l’air à

très haute résolution surl’Europe - Ineris.

Simulation numérique dela combustion dans un foyer

de turbomoteurd’hélicoptère - Turbomeca.

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Contact :[email protected]

compétences des équipes du CEAdans toutes les disciplines scientifiquesliées à la simulation numérique.

Simulation de lacombustion ultralow émissions du

moteur Snecma“Silvercrest” pour avions d'affaires - Snecma.

Nouvelles approchesphysiques pour simulerintensivement des

systèmesbiochimiques.

éditorial

L e savoir-faire est certain. Reste à le fairesavoir. La France est une terre de simulationnumérique et de calcul à haute performance.

Championne même. Mais qui le sait? Bull a construittrois des 20 supercalculateurs les plus puissants dumonde, ce qui le classe numéro deux mondial en 2012après IBM et seul européen dans ce domaine. Qui lesait? Esi Group, pépite française de 40 ans, a gardél’agilité d’une start-up tout en devenant leader sur lemarché de la simulation de crash et du prototypagevirtuel. Qui le sait? CGG (ex-CGG Veritas) aligne unepuissance de calcul de 12 petaflops pour traiter lesdonnées d’exploration des réserves d’hydrocarburede nos sous-sols avec des algorithmes maison. Qui lesait? Il existe au moins neuf centres de calcul ouvertsaux PME et l’État français investit, avec Bull ou via lenouvel Institut de recherche technologique SystemX,dans de nouveaux outils de calcul à la demande. Qui lesait? Bien avant l’heure de l’open innovation et des pôlesde compétitivité, des industrielsfrançais s’étaient déjà associésà des chercheurs publics pourdévelopper un logiciel opensource de calcul numérique,Scilab, pour prendre leur indé-pendance vis-à-vis des outilspropriétaire américains. Tou-jours à la pointe, nos incroyableschercheurs français se sont aussidotés d’une grille de calcul deplus de 8000 cœurs, Grid5000, unique au monde,pour tester des innovations en calcul parallèle distribué.En toute discrétion, il est vrai. Et c’est toujours sansfanfaronner que laboratoires de recherche publics etacadémiques essaiment tous les ans de prometteusespépites de la simulation dans tous les domaines: santé,environnement, transport, énergie et calcul bien sûr. Quile sait? Nous. Et vous, qui allez lire ce numéro spécialconsacré à la simulation made in France, concocté grâceà l’expertise des journalistes de la rédaction de «L’UsineNouvelle» et d’«Industrie et Technologies». Ne gardezpas l’information pour vous. Faites tourner ce numérosans modération. C’est le meilleur moyen d’aider nostrop discrets experts à faire savoir leur savoir-faire. ❚❚

Laboratoires publics

et académiques essaiment

tous les ans des pépites

dans tous les domaines.

France, terre cachéede la simulation

AURÉLIEBARBAUX

L’USINE NOUVELLE I SUPPLÉMENT AU N° 3325 I 4 AVRIL 2013 3

Président-directeur général : Christophe CzajkaDirecteur général délégué : Julien ElmalehDirecteur de la rédaction : Thibaut De JaegherCoordinatrice éditoriale : Aurélie BarbauxPremier secrétaire de rédaction : Guillaume DessaixDirection artistique : Eudes BulardOnt participé à ce numéro : Dorothée Coelho (secrétariatde rédaction) ; Carol Müller (maquette)Supplément de « L’Usine Nouvelle » n° 3325du 4 avril 2013 (commission paritaire n° 0712T81903)Ne peut être vendu séparément.Une publication du groupe Gisi, Antony Parc II -10 place du Général-de-Gaulle - BP 20156 - 92186 Antony Cedex.Directeur de publication : Christophe CzajkaImpression : Roto France Impression 77185 LognesPhoto de couverture : CNRS

TECHNOLOGIE• Pas d’innovation sans calcul..........................................ÿP. 4

ENTRETIEN• Gérard Roucairol, le président de l’Académie

des technologies et de l’association Teratec .........ÿP. 7

CALCUL•Une exception scientifique française .........................ÿP. 8

ESSAIMAGE• 35 pépites made in France...............................................ÿP. 12

SUCCESS-STORY• ESI Group, start-up de 40 ans......................................ÿP. 22

PORTFOLIO•Donner à voir le réel ..............................................................ÿP. 24

CALCUL INTENSIF•Une expertise collaborative fructueuse.....................ÿP. 30•Des centres ouverts aux entreprises ...........................ÿP. 32

LOGICIEL À LA DEMANDE•Le bon calcul est dans le cloud ......................................ÿP. 34

MATÉRIAU•Le casse-tête des composites..........................................ÿP. 38

PLATES-FORMES•Le multiphysique, ou comment

modéliser la complexité.......................................................ÿP. 40

FORMATION•Apprendre en pilotant chez Thales .............................ÿP. 42

sommaire

Usine-3325-Spe-Simulation - Sig-02Version-Francaise


enquêtesFRENCH SIMULATION

4

Les logiciels de simulation complètent de façonindispensable les outils de conception. Tout sesimule, que ce soit pour optimiser la performance,prévoir la longévité ou favoriser l’innovation.PAR PATRICE DESMEDT

Technologie

PAS D’INNOVATIONSANS CALCUL

Calcul en mécanique des fluides compressibles d’un avion (Inria).

T out devient possible. « On peut tout simuler,dans toutes les industries», assène Patrice Gom-my, directeur marketing Europe du Sud de SGI.

Ce fabricant d’ordinateurs vend ses supercalculateurs auxplus gros utilisateurs de logiciels de simulation. «Les pre-miers utilisateurs, comme l’automobile, l’aéronautique, lenucléaire ou la recherche, ont été rejoints par le biomédicalou les nanotechnologies… » On sait simuler entièrementun avion, jusqu’à son comportement en vol. Mais la simu-lation se niche aussi là où on ne l’attend pas. Chez Proc-ter&Gamble, par exemple, pour mettre au point ses chipsPringles. Chez les fabricants d’électroménager, pour vérifierla stabilité d’un robot en fonctionnement ou la sécurité d’unefriteuse électrique remplie d’huile brûlante. Ou encore chezun équipementier sportif, pour suivre le comportementd’une chaussure de sport.

«La simulation est entrée dans une nouvelle ère, ajouteAlexis Lapouille, le responsable calculs d’Aero ConceptEngineering (ACE). Si, au début, beaucoup la regardaientavec prudence, sinon défiance en la réservant à la recherche,elle est aujourd’hui largement utilisée dans l’industrie, et D

.R.


5L’USINE NOUVELLE I SUPPLÉMENT AU N° 3325 I 4 AVRIL 2013

MARCHÉ PORTEURen premier lieu pour des études dissociées. On se dirigemême vers des simulations multiphysiques.» Pragmatique,l’industrie y voit un gain de temps dans la mise au point desproduits. «On l’associe souvent à un outil qui sert à savoir siune pièce va casser ou non, remarque Delphine Genouvrier,la responsable produit simulation chez SolidWorks. Dansla réalité, peu de produits cassent. Le premier besoin, c’estl’aide à l’innovation.»

Trois facteurs poussent à son utilisation. Tout d’abord,lorsqu’il y a une obligation de réussite du produit (aéronau-tique, nucléaire, médical). Ensuite, pour valider le respectde normes, que ce soit pour vérifier la non-distorsion d’uneprothèse auditive ou la résistance d’un silo à grains. Enfin,pour obtenir des gains de masse et pour réduire les tempsde développement. Les constructeurs automobiles cherchentà lutter contre l’embonpoint pris par leurs modèles au fildes années, et à réduire la consommation. Une diminutionde poids qui doit aller de pair avec une résistance au moinségale aux chocs. Les téléphones mobiles doivent, eux, résisteraux chutes et les revêtements des sièges des transports encommun aux déchirures volontaires et aux tags.

Fini le bureau de calculPour travailler, les ingénieurs ne manquent pas d’outils,

avec une panoplie de produits spécialisés : Fluent d’An-sys, Flowmaster distribué par EnginSoft, PAM-Crash etVA One d’ESI Group, Simulink de MathWorks, Nastran deMSC Software, NCSimul de Spring Technologies… Mais leslogiciels de conception assistée par ordinateur (CAO) géné-ralistes intègrent, eux aussi, des modules adaptés. C’est lecas de Catia et SolidWorks de Dassault Systèmes, NX deSiemens PLM, Inventor d’Autodesk, Creo de PTC, TopSolidde Missler… Autodesk pousse à la démocratisation avecSimulation 360, accessible en mode cloud avec un paiementà l’usage et une interface intégrant un accès simplifié. Letrès répandu SolidWorks s’est lui aussi entouré de différentsmodules. «L’intégration de la simulation dans l’outil de CAOlui-même facilite l’innovation, remarque Delphine Genou-vrier. Le concepteur d’un produit peut lancer facilement dessimulations depuis son outil de CAO. Il n’y a plus besoind’utiliser un produit extérieur qui exige de réaliser unetraduction, synonyme de perte de temps et de risque deperte d’informations. Nous croyons que la simulation doitêtre dans le bureau d’études, et non pas dans un bureaud’ingénieurs à côté.»

L’efficacité des logiciels est dopée par l’augmentationvertigineuse des performances des ordinateurs, encoreaccélérée ces dernières années par l’utilisation des cartesgraphiques, dites GPU, comme calculateurs. Silkan, né dela fusion des deux start-up HPC Project et Arion Entreprise,propose ainsi, sous la forme d’un boîtier incluant matérielet logiciel, une solution pour accélérer les calculs. Cetteamélioration des performances a cependant déplacé lesproblèmes. Concernant la puissance de calcul, le débat neporte plus sur la durée (une nuit, une heure…), mais plutôtsur la multiplication des simulations qu’il est désormaispossible de réaliser. Il faut ensuite analyser et utiliser à bonescient cette avalanche de résultats.

LOGICIELS ET SERVICES

Marché mondial de la simulation

+ 14 % par an sur les cinq prochaines années

13 éditeurs principauxAltair Engineering ; Ansys ; Autodesk ; CD-adapco ; Comsol ; DassaultSystèmes ; ESI Group ; LMS International ; MathWorks ; MSC Software ;PTC ; Samtech ; Siemens PLM Software

CALCUL INTENSIF

3,676 petaflops de puissance crête cumulée descinq machines du Grand équipement national de calcul intensif(État, CEA, CNRS)

Marché des supercalculateurs dans le monde(en milliards de dollars)

49 %IBM

22 %Hewlett-Packard

6 %Cray

5 %Dell

2 %Fujitsu

15 %Autres (dont Bull)

1 %SGI

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0,4 milliard de dollarsMarché français

3,5 milliards de dollarsMarché mondial

Répartition du marchépar constructeur au premier semestre 2012

Marché global en Europe

4,5 milliards d’euros de chiffre d’affaires dans le HPC en 2012 *

350 millions d’euros pour les services HPC dans le cloud en 2015 *

FORMATION

Marché de l’entraînement virtuel militaire

9,03 milliards de dollars

Marché de l’entraînement virtuel pour l’aviation civile

3,2 milliards de dollars

RECHERCHE

500 millions d’euros de financement européen du projetHumain brain de simulation du cerveau sur dix ans

2011

2016

10,314


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QUAND LA SIMULATION SE REND INDISPENSABLE

COMME DANS LA ROME ANTIQUELE VELUM DU PUY-DU-FOU

Pour protéger les spectateurs du soleil, ledirecteur du grand parc du Puy-du-Fou a imaginéun velum semblable à celui des arènes de la Romeantique. Il a été élaboré par la société d’étudeset d’ingénierie SDEI, à l’aide du logiciel de CAOSolidWorks de Dassault Systèmes, qui aégalement servi à la simulation. La résistanceau vent a été réalisée, elle, par Meteodyn, éditeuret bureau d’études. Pour corser la conception,SDEI devait prendre en compte l’existant etrespecter les règles de sécurité propres à unéquipement destiné à accueillir du public sur unvelum totalement inédit. Sans les outils desimulation, Yves Biret, le responsable produitset calculs de SDEI Ouest, n’aurait pas convaincul’organisme de contrôle de la validité du système. ❚❚

LE MYSTÈRE DE LA CONSTRUCTIONLA PYRAMIDE DE KHEOPS

Comment les Égyptiens ont-ils construit lespyramides ? La question a donné lieu à nombrede réponses plus ou moins farfelues, quise heurtaient toujours à une impossibilité.L’architecte Jean-Pierre Houdin a imaginéune solution dont l’élément novateur reposesur une rampe intérieure. Pour valider sonhypothèse, il a modélisé le chantier à l’aidedes outils de simulation de Dassault Systèmes.Caractéristiques physiques des matériaux, effetdu poids de la pyramide sur elle-même, maisaussi modélisation des systèmes mécaniquesutilisés pour la construction. Grâce aux outilsinformatiques, il a pu prouver que sa théorieétait la bonne. La construction de la GrandePyramide n’est plus un mystère. ❚❚

L’AÉRODYNAMISME AU TOPLES CHIPS PRINGLES

Les chips Pringles sont des filles de la simulationnumérique, à plusieurs titres. Leur formecomplexe de paraboloïde hyperbolique participeà leur pouvoir d’attraction, tout en leur évitantde se casser dans leur boîte. La mise au pointde cette forme idéale a demandé des milliersde calculs et a été modifiée après les premiersessais de fabrication. Comme elles s’envolaientsur la chaîne de fabrication, leur aérodynamismea été revu. Leur épaisseur a également étéoptimisée par simulation. Procter & Gambleles voulait les plus fines possible, mais pouvantrésister à l’ajout de sel sans qu’elles ne seboursouflent. Au final, l’industriel réussità optimiser sa production tout en flattantles sens du consommateur. ❚❚D

.R.

Aujourd’hui, les logiciels travaillent sur des géométriesde plus en plus précises et les modifications d’un modèlesont réalisées facilement. «Dans les années 1990, il fallaitreprendre le modèle, revenir sur le maillage et tout vérifier,se souvient Hugues Drion, le responsable de la divisionmanufacturing d’Autodesk France. Seuls les grands indus-triels utilisaient la simulation. Aujourd’hui, elle est largementrépandue et dans un usage de plus en plus prédictif.»

Trop de résultats ?Une nouvelle difficulté a surgi, celle de l’accès aux informa-

tions, d’où le besoin de logiciels de traitement des résultats.Les fabricants d’automobiles travaillent sur des élémentscomplets et ont recours à des logiciels utilisant une approchestochastique (c’est-à-dire fondée sur l’aléatoire) pour l’analysedes résultats, la visualisation étant rendue impossible par leurtrop grand nombre. Les avionneurs, de leur côté, ont optéavec leurs sous-traitants pour une simplification du problèmeen le décomposant en de nombreux éléments plus simples.Et, partout, l’homme a son rôle à jouer pour discerner les

fausses pistes. «Si l’on veut optimiser une structure, expliqueYves Biret, responsable de la conception produits et calculschez SDEI Ouest, une société d’études et d’ingénierie, il fautcomprendre les phénomènes physiques. Le logiciel n’est pasune boîte noire qui fait ce qu’elle veut. La simulation est trèspuissante, mais on peut s’y noyer.»

Enfin, la simulation ne prétend pas à l’exactitude. «Ellen’est pas sûre, affirme Patrice Gommy. Mais la science n’estpas sûre. De nombreux bureaux d’études demandent si elleest exacte. Ce débat ne doit pas avoir lieu.» Pour Alexis La-pouille, «la simulation numérique reste des mathématiques.C’est une approximation de ce que pourrait être la réalitéque l’on obtient en posant des conditions simplificatrices.L’ingénieur qui a conçu le code de simulation a un impactsur la qualité du résultat. Dans le domaine de l’aérodyna-misme, le juge de paix demeure la soufflerie». Yves Biret semontre encore plus abrupt: «Il ne faut jamais faire confianceau logiciel les yeux fermés, mais analyser la cohérence durésultat. Un logiciel applique très bien les bêtises.» Unebonne nouvelle : la machine a encore besoin de l’homme. ❚❚


La simulation devient un outil clé dans

l’innovation. Si l’on veut relocaliser les usines

en France, il est fondamental d’intégrer la

conception et la fabrication par le numérique.

Pour Gérard Roucairol, le président de l’Académiedes technologies et de l’association Teratec,la simulation est un élément clé de l’innovation.C’est en associant, par le numérique, la conceptionet la fabrication que l’industrie pourra relocaliser.PROPOS RECUEILLIS PAR THIBAUT DE JAEGHER ET PATRICE DESMEDT

Entretien«LA SIMULATIONEST UN FACTEURDE COMPÉTITIVITÉ»

Et comme on a standardisé les accès à distance, on peut offrircette solution à un large marché et donc changer de businessmodel, avec un paiement à l’usage. Des petites entreprisespeuvent ainsi accéder à une grande puissance de calcul. Leproblème qui se pose alors est celui des compétences. C’estlà que se situe l’enjeu.

La simulation française peut-elle devenir demain une filièreindustrielle qui compte dans notre pays ?

La simulation devient un outil clé dans l’innovation etdans le jeu de la concurrence car elle permet un raccour-cissement des cycles de conception. C’est donc un élémentde compétitivité majeur. C’est dans le cycle de conceptionque l’on va faire de la valeur ajoutée. Si l’on veut reloca-liser les usines en France, il est fondamental d’intégrer laconception et la fabrication par le numérique. Et même sinous sommes dans une période de rupture au niveau desarchitectures machine, les industriels utilisateurs ne doiventpas attendre que les nouvelles machines soient adoptéespar d’autres pour se lancer. Les Français doivent s’y adap-ter dès aujourd’hui même si les nouvelles architecturesobligent à revoir tous les codes des programmes. C’est l’unde nos enjeux en France. Notre chance, c’est que nous nesommes pas trop mal placés car nous avons un constructeursur place, Bull et des start-up comme Kalray, spin-off deSTMicroelectronics et du CEA, qui travaillent sur ces sujets.Kalray vient de terminer un processeur de 256 cœurs pourl’informatique embarquée.

Si vous aviez un appel à faire à toutes les PME industriellesfrançaises, quel serait-il ?

On ne peut plus dissocier la chaîne globale d’intégration dela conception et de la fabrication. Cela me paraît fondamental.Il faut rejouer cette intégration avec la maquette numériqueet les outils de simulation. Les industriels doivent réussir àla fois à renforcer l’intégration dans la chaîne de valeur et àmoderniser leurs équipements. ❚❚

D’où vient ce talent français pour la simulation ?L’origine de cet intérêt vient d’un certain nombre d’hommes

issus de l’école française de mathématiques appliquées,fondée par Jacques Lions, autour notamment de la méthodedite des éléments finis. Leurs recherches étaient très portéessur les applications, en particulier la mécanique des fluides.Ce mouvement a été repris par les ingénieurs qui ont, eux,réalisé des transferts très importants vers l’industrie.

Quelle place tient la simulation dans l’industrie justement ?On assiste à une grande diversification des usages de la

simulation. Au-delà de l’aéronautique ou de l’automobile, ons’en sert de plus en plus dans la santé, le multimédia maisaussi dans le domaine des big data, avec une approche diffé-rente de la simulation, tirée par les données. On travaille alorspar apprentissage en faisant de la modélisation statistique surdes processus que l’on ne connaît pas bien, des processus pasnécessairement finis comme les comportements humains.Cette diversification des usages entraîne une diversificationdes acteurs. Et, dans cette nouvelle vague, on trouve de pluspetites entreprises. Mais ce n’est pas parce que vous êtespetit que vous avez de petits problèmes à résoudre.

Comment ces petites structures peuvent-elles avoir accès auxpuissances de calcul qu’exige la simulation ?

La solution, c’est la mutualisation. Nous sommes entrésdans une ère où la puissance des machines se fait par accu-mulation de ressources. Le cloud entre dans cette dynamique.

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B U L L E T I N D ’A B O N N E M E N TCompléter et renvoyer par courrier, fax ou email à : L’Usine Nouvelle

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Calcul

UNE EXCEPTIONSCIENTIFIQUE FRANÇAISELes futurs supercalculateurs ouvrent des possibilités inédites pour la simulation.Mais obligent à repenser les modèles. Les chercheurs français y excellent.PAR THIERRY LUCAS

CNR

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Cet échantillonde 100 millionsd’années-lumièreillustre laformation desgrandes structuresde l’univers(CNRS).

U n million de milliards d’instructions par seconde…et mille fois plus en 2018! La puissance des super-ordinateurs permet de tout simuler, ou presque, du

flux sanguin jusqu’au fonctionnement de l’arme nucléaire.Et même la structuration de l’Univers, du big bang à nosjours, comme le tente une équipe du Laboratoire universet théories (Luth) de l’Observatoire de Paris, du CNRS et del’université Paris-Diderot. Cette unité de recherche utilisepour cela le supercalculateur Curie (2 petaflops), installé àBruyères-le-Châtel (Essonne) dans les locaux du Commis-sariat à l’énergie atomique (CEA). Mais pour faire tournerces superordinateurs, il faut des modèles mathématiquescapables de simuler les phénomènes que l’on veut explo-rer, mais aussi des logiciels qui savent utiliser au mieuxles ressources des machines. Deux vastes domaines pourla recherche, car la puissance sans cesse croissante descalculateurs ouvre de nouveaux champs d’application à lasimulation. Cela exige des logiciels pouvant être exécutés surdes dizaines de milliers de processeurs en parallèle.

Multi-échelle et parallélisme massifÀ la base de la simulation numérique, on trouve les

équations qui décrivent le phénomène à simuler et lesméthodes pour les résoudre. «La recherche française restebien placée en mathématiques appliquées, comme entémoignent, par exemple, les médailles Fields attribuéesà Cédric Villani (2010) et à Pierre-Louis Lions (1994) »,affirme Grégoire Allaire, professeur de mathématiquesappliquées à l’École polytechnique. Les mathématiciensconstituent d’ailleurs une part importante du recrutementd’Inria, Inventeurs du monde numérique. «Les équipes quise consacrent à la simulation réunissent des mathémati-ciens et des informaticiens, qui sont aussi tournés vers lesapplications», explique Jean Roman, le directeur scientifiqueadjoint chargé du domaine mathématiques appliquées,calcul et simulation.

La mécanique des structures, dans l’automobile et l’aéro-nautique, est depuis longtemps fortement consommatrice desimulation. Mais cette discipline «traditionnelle» reste unsujet de recherche. Ainsi, l’optimisationest en plein développement. Il ne s’agitplus de réaliser un calcul pour vérifierque la pièce conçue remplit le cahierdes charges, mais d’en effectuer desdizaines, itérativement, afin de sortir lameilleure forme possible. Les travaux

de Grégoire Allaire, spécialiste de l’optimisation des formes,ont ainsi débouché sur un projet associant EADS, Renault etl’éditeur de logiciels ESI Group, afin de développer un outild’optimisation des structures.

De l’élucidation du fonctionnement du cerveau au stockagedes déchets nucléaires, des nanomatériaux au futur réacteurde fusion Iter, la simulation fait partie des grands projets derecherche actuels. Dans tous ces domaines, les spécialistesde la simulation doivent relever un défi qui tient en un mot :multi-échelle. En effet, différents modèles permettaient,jusqu’ici, de simuler ce qui se passe à différentes échelles(microscopique ou macroscopique), celle d’un neurone indi-viduel ou d’une fonction cognitive, par exemple. L’objectif estmaintenant de coupler ces modèles. Ainsi, les propriétés desmatériaux poreux (ciment, schiste…), ne peuvent être com-prises qu’avec une approche multi-échelle. Un laboratoireinternational mixte, créé en 2012 par le CNRS et le MIT,planche sur le sujet. Le même type de problème se pose pourl’étude du stockage de déchets nucléaires en sous-sol. Maisici, les multiples échelles à prendre en compte intègrent aussile facteur temps: un phénomène microscopique peut avoirune incidence à plus grande échelle si l’on raisonne sur desmilliers d’années. En France, le groupement de rechercheMoMaS (Modélisations mathématiques et simulationsnumériques liées aux problèmes de gestion des déchetsnucléaires) y travaille depuis une dizaine d’années.

Autre point clé de la simulation : le parallélisme. « Cen’est plus un choix, c’est devenu une obligation», souligneVictor Alessandrini, l’un des responsables de la Maison dela simulation, un laboratoire commun (CEA, CNRS, Inria,université d’Orsay, université de Versailles-Saint-Quentin-en-Yvelines) qui aide les chercheurs à tirer profit des supercal-culateurs. Pour les machines du futur, il faudra des logicielss’accommodant des pannes, statistiquement inévitables surdes millions de processeurs. «Le parallélisme massif remeten cause l’algorithmique et les méthodes numériques »,affirme Jean Roman. Un laboratoire partagé entre Inria etl’université de l’Illinois, aux États-Unis, se consacre depuis2009 à ces problèmes. Exploiter au mieux les architectures

parallèles permettra d’effectuer dessimulations multi-échelles et multi-physiques jusqu’ici impossibles… etproduira des quantités de donnéestout aussi inédites, qu’il faudra géreret traiter. La science fait, elle aussi, sonentrée dans l’ère du big data. ❚❚

«La recherche française reste

bien placée dans le domaine des

mathématiques appliquées.»Grégoire Allaire, professeur à l’École polytechnique


10

La modélisation tente de percer les secrets des neurones.

D e 2013 à 2023, au sein du projet européen Hu-man Brain, plus de 80 instituts de recherche ten-teront d’élucider le fonctionnement du cerveau

humain. Piloté par l’EPFL, l’École polytechnique de Suisse,ce projet devrait bénéficier d’un budget de 1 milliard d’euros.«La simulation, désormais omniprésente dans les neuros-ciences, est une part très importante de Human Brain »,affirme Alain Destexhe, qui dirige une équipe de neurosciencescomputationnelles au CNRS. Plusieurs types de modélisationdu cerveau seront mis en œuvre. La simulation détailléed’ensembles de neurones, chacun étant modélisé avec samorphologie et sa physiologie précises, sera réalisée parl’EPFL dans la lignée de son projet propre, Blue Brain. C’est lapartie la plus exigeante en puissance de calcul et en capacitéde mémoire, réalisée au grand centre de calcul allemand deJülich. D’autres équipes simuleront des neurones simplifiés,mais à plus grande échelle. Les équipes françaises du projetse focaliseront, elles, sur la simulation de certaines zonesdu cerveau, comme le cortex visuel. «Notre approche estplus physiologique, avec des modèles qui mixent résultatsd’expérimentations et théorie», précise Alain Destexhe. Uneapproche mixte sera également utilisée à NeuroSpin, le centrede recherche sur l’imagerie du cerveau du CEA, pour étudier lesfonctions cognitives (prise de décision, navigation spatiale…).Enfin, les quantités énormes de données engendrées par leprojet, issues de l’expérimentation comme de la simulation,vont demander le développement d’outils permettant de gérerd’immenses bases de données et de les consulter. ❚❚ T. L.

M odéliser le sous-sol, les spécialistes de l’explora-tion et de la production de gaz et de pétrole saventle faire. Mais les projets de stockage géologique

du CO2 –afin d’éviter de rejeter dans l’atmosphère ce gazà effet de serre– posent des problèmes spécifiques. «Lesmodèles doivent être prédictifs, car il faut estimer l’évolutiond’un réservoir de stockage sur une période qui peut atteindremille ans», explique Frédéric Roggero, spécialiste de la simu-lation à l’IFP Énergies nouvelles (Ifpen). Plusieurs échelles detemps sont prises en compte: les quelques dizaines d’annéesd’injection de gaz carbonique dans le sous-sol, l’évolutiondu site après sa fermeture et l’intégrité de sa couverture (lagarantie contre les fuites). Le stockage géologique cumuletoutes les difficultés en simulation. Le système est aussimulti-échelles dans l’espace, car il faut mimer le réservoir etson impact éventuel sur l’environnement, jusqu’à plusieurscentaines de kilomètres. Par ailleurs, la simulation doit cou-pler des phénomènes hydrodynamiques (l’écoulement dugaz), chimiques (la réaction du gaz au contact des roches) etgéomécaniques (l’évolution des propriétés des roches). Enfin,une approche statistique permet de tester les conséquencesd’événements imprévus. Des modèles fonctionnent, enrichispar des expérimentations en laboratoire, et ont pu être vali-dés sur des sites de stockage, comme celui de Sleipner enNorvège. À l’Ifpen, la parallélisation des codes est en coursafin de les adapter aux ordinateurs qui permettront d’utiliserces modèles intensivement… quand l’industrialisation dustockage du CO2 aura pris son essor. ❚❚ T. L.

HUMAN BRAIN PROJECTCOMPRENDRE LE CERVEAU HUMAIN

STOCKAGE GÉOLOGIQUE DU CO2SE PROJETER À 1 000 ANS

L’évaluation d’un sitede stockagemultifactoriel (fuites,nature des sous-sols…).



« Retour à l’expérimentalquand le numériqueatteint ses limites »

PATRICKWAGNER,directeurdes grandsmoyenstechniquesà l’Onera

Ces structures turbulentes dans un plasma ont été réalisées pourla conception d’Iter.

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E n 2020, le prototype Iter de réacteur de fusionnucléaire, en cours de construction à Cadarache(Bouches-du-Rhône), devrait fabriquer son pre-

mier plasma. Un mélange d’ions et d’électrons à très hautetempérature, confiné par des champs magnétiques. Pourcomprendre et contrôler ce qui va se passer, la simulationnumérique joue un rôle décisif. Avec un défi à relever: inventerdes modèles mathématiques et des méthodes numériques…qui ne pourront être exécutés que sur les superordinateursdisponibles en 2018! Les chercheurs s’y attellent depuis desannées, notamment en France avec l’équipe qui développele logiciel Gysela (CEA, Inria, universités), qui doit simuler leplasma au centre du réacteur. «On travaille pour l’exascale»,indique Virginie Grandgirard du CEA, faisant allusion auxordinateurs qui atteindront l’exaflops, c’est-à-dire 1000 fois lapuissance des plus grosses machines actuelles. Ce qui supposede faire tourner le programme sur des dizaines de milliers decœurs de processeurs (un test partiel sur 65000 cœurs a étéréalisé en 2012 sur l’ordinateur Curie du CEA). Mais diviserle travail en limitant les échanges entre processeurs reste uncasse-tête. En outre, il faudra gérer et transmettre les téraoc-tets de données générés par chaque simulation. Les Françaiscomparent leurs résultats à ceux des équipes européennes(à l’EPFL et au Max Planck Institute). Et planchent sur unprogramme censé reproduire le plasma à proximité des paroisdu réacteur. Des calculs moins complexes, mais difficiles àparalléliser. Ensuite, il faudra coupler les deux programmespour simuler l’ensemble… ❚❚ T. L.

LE RÉACTEUR À FUSION NUCLÉAIRE ITERMODÉLISER LE JAMAIS VU

L’Office national d’études et de recherchesaérospatiales (Onera) exploite intensivement lasimulation numérique, mais a toujours recoursà la simulation expérimentale. Pourquoi ?Ces deux outils sont complémentaires.La simulation numérique atteint seslimites quand le phénomène physiqueà modéliser peut difficilement être misen équation. Typiquement, dans certainsdomaines de la mécanique des fluides,où il s’agit d’étudier des écoulementsturbulents ou supersoniques sur lebord d’une aile, les équations sont trèscomplexes et les mathématiciens ont dumal à les résoudre. Même si les codesnumériques se perfectionnent, il faudraitune puissance de calcul extraordinairepour traiter cette complexité.

L’ordinateur ne va donc pas tuerla simulation expérimentale ?Loin de là. Ainsi, les États-Unis, quiavaient pris le virage du tout-numérique,réinvestissent dans des souffleries : cesgrandes installations qui permettentd’étudier l’écoulement de l’air autourd’une maquette d’aéronef. La simulationexpérimentale n’est toutefois pas sansdéfi. D’une part, il faut s’assurer quel’expérience reproduise fidèlement lesfutures conditions de vol. D’autre part,pour son exploitation, il faut progresser surla métrologie, en développant de nouveauxcapteurs, et mieux prendre en compte lesbiais liés à l’environnement de mesure.

Quel est l’avenir de la simulation ?Il passe forcément par l’usage combinéet renforcé de ces types de simulation.Elles se fertilisent l’une l’autre. Dansle cas de l’étude des moteurs à hélicescontrarotatives menée par l’Onera, lesrésultats des simulations expérimentalesenrichissent les codes numériques. Sanscette hybridation, il sera difficile de mettreau point des technologies derupture. ❚❚ PROPOS RECUEILLIS PAR HASSAN MEDDAH


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Vive la valorisation! Nos experts français de lasimulation sont presque tous issus de laboratoirespublics ou académiques nationaux.PAR AURÉLIE BARBAUX, AVEC CAMILLE CHANDÈS, PATRICE DESMEDT,

LUDOVIC DUPIN, GAËLLE FLEITOUR, OLIVIER JAMES, RIDHA LOUKIL,

HASSAN MEDDAH ET MANUEL MORAGUES

Essaimage

35 PÉPITESMADE IN FRANCE

DISTRIBUTIONÀ LA POINTEAvec Grid 5000, une grille informatique de plus de8000 cœurs, les chercheurs français expérimententdes solutions de calcul innovantes.PAR THIERRY LUCAS

P lus de 8 000 cœurs de processeurs répartis surdix sites couvrant toute la France… Avec cette grilled’ordinateurs, constituée de grappes de PC reliés par

le réseau Renater (1 Gbit/s), les chercheurs français ont à leurdisposition un instrument quasi unique au monde pour testerdes innovations en calcul parallèle distribué. «Grid 5000permet de valider des concepts et des algorithmes nouveauxà tous les niveaux, depuis les protocoles de réseau jusqu’auxlogiciels d’application», précise Frédéric Desprez, le directeurscientifique de Grid 5000, financé par Inria, le CNRS et desuniversités. Les grilles de calcul sont une voie «économique»pour accéder à de grandes puissances.

À distance et à la demandePhysique, biologie, cosmologie, cryptologie, gestion des

grandes bases de données… De nombreuses disciplinespeuvent tirer parti d’une grille. Mais exécuter efficacementdes logiciels sur une architecture distribuée demande desoutils informatiques innovants pour gérer le parallélismeentre les tâches confiées aux milliers de cœurs de calcul.Aussi Grid 5000 a-t-il été conçu de manière à faciliter la viedes utilisateurs. Pour tester ce qu’il a développé, le chercheurréserve à distance des ressources de calcul, et le déploie-ment de son application se fait d’un simple clic. Mieux, sile programme «se plante» – ce qui, par définition, n’estpas rare, s’agissant de recherches –, le redémarrage se faitautomatiquement via le réseau, sans avoir besoin d’appelerun responsable du système au téléphone…

«Dès le début, on a fait du cloud sans le savoir», expliqueFrédéric Desprez. Grid 5000 a su mettre en place un véritabledispositif d’expérimentations reproductibles, comparable à ceque l’on fait en physique, par exemple, mais assez nouveaudans le domaine de l’informatique. Il instaure un contextefavorable pour faire émerger des projets, y compris théo-riques, qui peuvent ainsi s’appuyer sur un outil de validation.D’autres offres de ce type existent, comme chez Amazonweb services. Mais Grid 5 000, selon ses promoteurs, al’avantage de garantir la performance du réseau, et donc lareproductibilité des expérimentations. Aux États-Unis, laFutureGrid, financée par la National science foundation, est lependant américain de Grid 5000, «dont elle s’est inspirée»,affirme Frédéric Desprez. Les chercheurs français ont raisonde n’être pas peu fiers de leur grille, qui a par ailleurs donnénaissance à la création de plusieurs start-up spécialiséesdans l’informatique distribuée. ❚❚



U sinage, montage, écoulements, navigation, flambagedes coques minces, vision humaine, nouveauxmédicaments, dispersion des polluants, traitements

des déchets, propagation des ondes, systèmes embarquéscomplexes, conception de puces électroniques ou de réseauxtélécoms, systèmes complexes multiphysiques, vision mi-croscopique, nanomondes, optimisation thermique, compor-tement des réseaux électriques, crash automobile. Mais aussiréalité virtuelle, optimisation des calculs, reconstitution 3Dd’organes, modélisation neurologique, affichage 3D, simula-tion de foules ou encore serious game… Cette –longue– listeà la Prévert reflète la richesse du potentiel des 35 pépitesfrançaises de la simulation que nous avons dénichées. Laplupart sont issues de laboratoires ou d’instituts de recherchepublics et de grandes écoles d’ingénieurs. Trois sont issuesd’Inria, deux du Laboratoire d’analyse et d’architecture dessystèmes (Laas) du CNRS, deux autres de Mines ParisTechet deux encore de l’École centrale de Lyon. Les autres sortentde l’École centrale de Nantes, de l’École polytechnique deNantes, de l’Insa de Lyon, de l’Inserm, de Télécom ParisTech,du Centre scientifique et technique du bâtiment (CSTB) oude l’université de Cachan. Et ces spin-off, dont la plupart ontmoins de 10 ans, ont des chances de grandir, à l’image deSpring Technologies, de Corys ou d’ESI Group, qui fête ses40 ans [lire page 22]. Même si elles doivent se regrouper,pour affronter plus fortes les marchés internationaux. ❚❚

MÉCANIQUE, CONCEPTION

SPRING TECHNOLOGIES OPTIMISE L’USINAGESpring Technologies vient de fêter ses 30 ans. Cet éditeur

de logiciels de simulation d’usinage a réussi à s’installerdans le temps. Et a su développer une stratégie internatio-nale. Un tiers de son chiffre d’affaires de 9 millions d’eurosest en effet réalisé à l’export. Cette PME d’une centaine depersonnes a ouvert des bureaux en Allemagne, en Suisse,en Chine et aux États-Unis. Spring Technologies a toujourscherché à anticiper les besoins des utilisateurs de machines-outils à commande numérique, et sa gestion d’usinage estdevenue une simulation réaliste, synonyme de gain de tempsdans les réglages. Messier-Bugatti-Dowty a ainsi réduit de20% le temps d’usinage des pièces de titane de ses trainsd’atterrissage. L’éditeur compte parmi ses clients des entre-prises aussi célèbres qu’Alstom, Areva, DCNS, Eurocopter,Safran, Snecma ou Valeo. Il a également tissé des liens avecles différents fabricants de machines-outils. Lors de l’achatd’un appareil, un industriel peut commencer à préparer saproduction et la programmation avant même la livraisondu centre d’usinage. «Il est tout à fait possible de le faireavec une machine spéciale, souligne Gilles Battier, le PDGde Spring Technologies. Le logiciel NCSimul permet d’enprédire les spécifications.» P. D.

IMMERSION PROFESSIONNALISELA RÉALITÉ VIRTUELLE

Créée en 1994 par Christophe Chartier, la société bordelaiseImmersion est un acteur majeur de la réalité virtuelle. Sessalles de visualisation stéréoscopique –murs d’images en trèshaute définition et environnements immersifs– offrent unrendu réaliste aux outils de simulation. On les retrouve chezPSA, Renault, Airbus, LVMH, le CEA… Immersion participeaux principaux projets de recherche européens sur la réalitévirtuelle et la réalité augmentée. La PME compte 27 employéset son chiffre d’affaires s’élève à 5,4 millions d’euros. P. D.

KINEO CAM DIRIGE LES ROBOTSNé à Toulouse dans les locaux du Laboratoire d’analyse

et d’architecture des systèmes (Laas) du CNRS, Kineo CAMa été racheté, en octobre 2012, par Siemens. Entre-temps,ses logiciels de calcul des mouvements de robots s’étaientimposés chez tous les grands constructeurs automobilesmondiaux, avant d’être adoptés par l’industrie aéronautiqueet par les fabricants de robots de précision pour le nucléaire.En 2011, Kineo CAM a réalisé un chiffre d’affaires de 2,8 mil-lions d’euros et emploie 14 personnes. P. D.

HYDROCEAN NUMÉRISE LA NAVIGATIONLes outils de simulation hydrodynamique d’HydrOcean

aident à concevoir des bateaux plus performants, maisaussi des éoliennes et des hydroliennes. Cette jeune poussenantaise, créée en 2007 par Erwan Jacquin, est issue dulaboratoire de mécanique des fluides de l’École centralede Nantes, avec lequel elle a mis en place un partenariattechnologique. HydrOcean a réalisé un chiffre d’affaires de

Réduireles tempsd’usinageest l’un desobjectifs clésdes logicielsconçuspar Spring.

D.R

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1,28 million d’euros en 2011 et compte 17 employés. DCNS,STX Europe, Multiplast, Technip ou encore Total figurentparmi ses clients. P. D.

STRUCTURE COMPUTATION DONNE ACCÈSAU SUPERCALCUL

En proposant une suite logicielle pour le calcul de struc-ture de nouvelle génération accessible en mode hébergé,Structure Computation donne accès à toutes les entreprisesaux capacités des supercalculateurs et au savoir-faire duLMT-Cachan. La start-up a en effet été créée en 2009 parJérémie Bellec, docteur en calcul de structures, en partenariatavec ce laboratoire, pour combler le fossé entre les solutionsde calcul de structures disponibles dans le monde de larecherche et en entreprise. P. D.

EC2 MODÉLISATION GUIDE LES ENTREPRISESÀ ses débuts en 1998, EC2 Modélisation réalisait des

études sur le flambage des coques minces. L’entreprise,créée en collaboration avec l’Insa de Lyon, intervientaujourd’hui en tant que bureau d’études dans le domaine dela simulation numérique en mécanique, thermomécanique,thermique et interaction fluide–structure, pour des clientscomme le CEA, Air liquide, EADS, DCNS, Peugeot, EDF…EC2 Modélisation travaille également en partenariat avecdes laboratoires, tant publics (Insa, Institut Carnot…) queprivés (Macanium, OptiFluides…). P. D.

Digisensoptimise lessystèmesd’imageriemédicale eny intégrant lafonction 3 D.

SANTÉ

DIGISENS DÉMOCRATISE LA TOMOGRAPHIEEN IMAGERIE MÉDICALE

Spin-off d’Inria créée en 2002 dans les Alpes, Digisens seraitla première société au monde à avoir commercialisé un logicielmédical faisant appel au calcul sur carte graphique. À partirde radiographies numériques d’un organe (tomographies), sessolutions logicielles sont capables de reconstituer en 3D desimages volumineuses et de les analyser. Digisens offre ainsià ses clients –instituts de recherche et industriels européensou américains– une optimisation de leurs systèmes de typescanners à rayons X ou microscopes électroniques. G. F.

RHENOVIA PHARMA COMPRENDLES MALADIES DU CERVEAU

Rhenovia Pharma est né en 2007 de l’expertise de Serge Bis-choff, docteur en neurobiologie passé par l’industrie pharma-ceutique, et des travaux d’un professeur en neurosciencesd’une université californienne. Sa technologie de modélisa-tion reproduit sur ordinateur les mécanismes cellulaires etmoléculaires du cerveau et de la transmission nerveuse. Elledétermine aussi les meilleures zones à bloquer ou à activerafin de traiter les maladies neurologiques. Ses simulateurspermettent aux laboratoires et aux biotechs de limiter leslongues et coûteuses expérimentations animales, nécessairesà la conception de médicaments. Enfin, ils aident les acteursde l’agroalimentaire, comme Sodiaal Candia, à souligner les

propriétés bénéfiques pour la santé de certains aliments.«Nous travaillons également avec la Direction générale del’armement sur la simulation d’agents neurotoxiques, afind’identifier des antidotes», ajoute Serge Bischoff. Reconnueleader mondial dans la biosimulation du système nerveuxcentral, la société mulhousienne de 11 salariés, désormaisà l’équilibre, prépare une seconde levée de fonds de 2,5 mil-lions d’euros. Et compte multiplier par trois son chiffred’affaires de 900000 euros d’ici à cinq ans. G. F.

BRAIN VISION SYSTEMSSIMULE LA VISION HUMAINE

Qu’obtient-on de la collaboration entre un ingénieurélectronicien, passé chez Matra, et un biologiste, chercheurà l’Inserm? Des systèmes de perception «bio-inspirés».Embarqués sur une carte électronique, ils sont capablesde percevoir et d’agir comme un cerveau. Intéressant aussibien Philips que le CEA, la société parisienne Brain VisionSystems, fondée en 2006, vient de dévoiler son dernier-né :le robot Binobot, doté d’une vision binoculaire similaire auchamp de vision humain. Il s’intègre en tant que systèmeembarqué à tous types de robots ou autre application devision et de contrôle. G. F.

LIXOFT MODÉLISE LE DÉVELOPPEMENTDE MÉDICAMENTS

Fondé dans l’Essonne en 2011 à partir de travaux destatistiques menés à Inria, Lixoft a reçu très tôt le soutiende laboratoires pharmaceutiques du monde entier, commeJohnson & Johnson et Novartis. Pour traiter les massesd’informations issues des essais sur l’homme ou sur lesanimaux, la start-up a mis au point le logiciel Monolix. Ellesouhaite devenir un acteur de référence en modélisation etsimulation du développement de médicaments. G. F. D

.R.


OptiFluides,expert endispersionde polluantsavec Fluent.

La gammelogicielleMithra-Suitepermet desimuler lapropagationdes ondesà l’échelled’une ville.

ENVIRONNEMENT

OPTIFLUIDES SUIT LES POLLUANTSSpécialisé dans la mécanique des fluides, le jeune bureau

d’études OptiFluides a été créé en juin 2011 par Nico-las Boisson, un ancien ingénieur de Rhône-Poulenc. Cettesociété lyonnaise utilise le logiciel Fluent pour des étudesde dispersion de polluants dans l’atmosphère, mais aussidans le domaine des énergies renouvelables. Une méthodenumérique couplant modèles en 3D et données météoro-logiques, évalue, par exemple, le rendement qu’aura uneéolienne dont les pales sont couvertes d’insectes ou se situantdans le sillage d’une autre. L’entreprise (quatre salariés)réalise actuellement un tiers de son chiffre d’affaires avecles activités environnement, le reste grâce à la modélisationpour des procédés industriels (aéronautique, santé…). C. C.

SILLAGES ENVIRONNEMENT VISUALISELES POLLUTIONS ATMOSPHÉRIQUES

Né en 2009 des travaux du Laboratoire de mécaniques desfluides et d’acoustique de l’École centrale de Lyon, SillagesEnvironnement s’est spécialisé dans la modélisation dela dispersion atmosphérique des polluants. Son credo ?Intégrer les données sur les rejets de polluants (chimiques,microbiologiques, radioactifs) afin d’évaluer la dispersiond’un panache polluant, émis par des sites industriels, oudéterminer la qualité de l’air dans un bâtiment. Incubée parCrealys, l’entreprise fait partie du groupe Seth qui regroupequatre PME spécialisées dans le domaine de l’air. C. C.

GEOMOD TRAQUE LA PROPAGATION DES ONDESÉLECTROMAGNÉTIQUES

Prédire l’exposition des personnes aux ondes sonoreset électromagnétiques. C’est l’un des défis que s’est lancél’éditeur et distributeur de logiciels Geomod. Depuis 2005, lespécialiste de la géomatique terrestre et marine (collecte, trai-tement et diffusion des données géographiques) codéveloppe,

avec le Centre scientifique et technique du bâtiment (CSTB),une suite logicielle baptisée Mithra. Elle permet de simuler lapropagation des ondes électromagnétiques à l’échelle d’uneville et de calculer l’impact de l’ajout d’antennes-relais oud’une réduction de puissance. C. C.

DATAPOLE DIMENSIONNE LA GESTIONDES DÉCHETS

Créé en 2010, Datapole (cinq salariés) a mis au point unlogiciel baptisé Prediwaste, destiné à la prévision d’activitédans les déchets. Sa particularité? Il compile des critèresspécifiques –comme la météo, la production quotidienne dedétritus et la consommation locale de produits issus de lagrande distribution par 3500 familles– et les transforme endonnées de production de déchets (quantité de plastiques…)propre à chaque territoire. L’entreprise peut alors proposeraux collectivités et aux opérateurs privés d’ajuster leurséquipes et leurs installations de collecte et de traitementau plus près de l’activité réelle, afin de réduire leurs coûts.«Ces ressources sont trop souvent dimensionnées sur desévénements extrêmes pour répondre à un objectif de qualitéde service. Notre approche consiste à les écrêter pour calibrerles installations et les flux logistiques au plus juste, tout enconservant la capacité de prévoir et de s’adapter ponctuel-lement aux pics d’activité », avance Frédéric Gagnaire, ledirigeant de la jeune pousse parisienne. Datapole conduitdepuis fin 2012 deux expérimentations de son logiciel.L’une avec la mairie de Paris, l’autre avec le Syndicat inter-communal des ordures ménagères (Siom) de la vallée deChevreuse (Essonne). La première devrait durer un an, laseconde trois ans. C. C.

TRINOV OPTIMISE LES DÉCHETS INDUSTRIELSLa jeune entreprise parisienne Trinov, créée en 2007 par

Dan Dassier, un ancien d’IBM, a développé un logiciel enligne, Nova, permettant d’optimiser la gestion des déchetsdes entreprises (industries, BTP…). Celui-ci cartographiegraphiquement la manière dont les déchets sont produitssur un site et propose la meilleure filière de valorisation pourchaque catégorie (réintégration du déchet dans le procédé deproduction, revente des matières premières secondaires…).Un modèle que Trinov compte désormais développer àl’échelle d’un territoire. C. C.



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TIC

COFLUENT DESIGN SIMULE LES SYSTÈMESEMBARQUÉS COMPLEXES

Né en 2003 par essaimage de Polytech Nantes, CoFluentDesign édite des logiciels de simulation développés à l’école.Ces programmes se destinent à la simulation de systèmesembarqués complexes, l’objectif étant de prendre en comptetoutes les données et les situations de fonctionnement afind’en améliorer la qualité. La société de 15 personnes et quiréalise un chiffre d’affaires de 534000 euros en 2011, afficheparmi ses clients Nokia, RIM, Canon, Thales, Siemens etNokia Siemens Networks. Signe de son potentiel, elle a étérachetée par Intel en août 2011. R. L.

DOCEA POWER MET LES PUCES AU RÉGIMEFondé en 2006, Docea Power édite des logiciels d’analyse,

de modélisation et de simulation électrothermiques des puceset des systèmes électroniques. Le but: aider les industriels àmaîtriser le comportement thermique et la consommationd’énergie de leurs circuits dès la phase de conception. Seslogiciels, conçus en partenariat avec des centres de R&Dcomme l’Imec (Belgique) ou le CEA-Leti (Grenoble), équipentune dizaine de clients, dont STMicroelectronics. Cette sociétéde 20 personnes veut doubler son effectif en 2015. R. L.

SYSFERA OUVRE L’ACCÈS AU CALCUL-SIMULATIONFondé en 2010, SysFera simplifie l’accès aux moyens de

calcul-simulation. Son logiciel Diet (Distributed interactiveengineering toolbox) provient des travaux de l’équipe Graald’Inria, à l’ENS de Lyon. L’idée de départ était de transformerl’accès aux serveurs en un service à la demande. Le chercheurou l’ingénieur métier n’a plus à se préoccuper des questions

complexes de réservation des ressources. Lorsqu’il lance sonapplication, à partir de son poste et à distance, Diet choisitles machines les mieux adaptées pour l’exécuter. Secondatout du logiciel, une utilisation optimisée du parc de calculen jouant la carte de la mutualisation dans le cadre d’unegrille informatique. «Il peut regrouper plusieurs requêtessur le même serveur et équilibrer les charges des machines,augmentant virtuellement la capacité disponible pour lesutilisateurs, explique David Loureiro, le PDG et cofondateurde la société. Le responsable informatique sait ainsi commentles serveurs sont utilisés, par qui et pour quoi faire.» Dietéquipe une dizaine de clients, dont EDF. Situé à Lyon, SysFeracompte 14 salariés et a réalisé près de 1 million d’euros dechiffre d’affaires en 2011. R. L.

SILKAN OPTIMISELES SYSTÈMES EMBARQUÉS CRITIQUES

Né en 2012 de la fusion de HPC Project et d’Arion Entreprise,Silkan se consacre à la simulation des systèmes embarquéscritiques. À partir de briques technologiques internes etexternes, il offre des solutions sur mesure de modélisationet de simulation à haute performance. Ses systèmes couvrentl’ensemble du cycle de vie du produit, depuis sa conceptionjusqu’à son utilisation, en passant par le test ou la mainte-nance. Ils répondent aux besoins des systèmes à sûreté defonctionnement dans la défense, l’aéronautique, l’énergie…La société fournit également le secteur bancaire en systèmesde modélisation financière rapide. Parmi les briques technolo-giques clés figure le Par4All. Développé avec Mines ParisTechet Télécom ParisTech, ce moteur exploite les capacités detraitement en parallélisant le code de calcul. Cette société de70 personnes compte une dizaine de clients dont Airbus, Arce-lorMittal, Eurocopter, PSA et Safran. Grâce à une croissanceà deux chiffres, elle vise un chiffre d’affaires de 20 millionsd’euros en 2013, contre 8 millions en 2012. R. L.

REDWAY3D VISUALISE LES IMAGES 2 D – 3 DCréé en 2004, Redway3D développe un moteur graphique

2 D et 3 D, compatible avec tous les processeurs graphiquesd’Intel, d’AMD et de Nvidia. Par rapport aux solutions maisondes éditeurs de logiciels de CAO, son outil REDSDK améliorela qualité d’affichage en temps réel et offre un rendu photoaux images de synthèse. Missler Software l’intègre danssa suite logicielle TopSolid. Airbus, lui, l’utilise dans sonsimulateur de maintenance. Bénéficiaire depuis 2006, cettesociété de six personnes a vendu une vingtaine de licences.Meca Distribution fait également partie de ses clients. R. L.

QOS DESIGN ANTICIPE LES RÉSEAUX TÉLÉCOMSCréé en 2004, QoS Design propose des outils pour l’éva-

luation de la qualité de service, la simulation, la planificationet la conception des réseaux de télécommunication. Sa suitelogicielle Nest (Network engineering and simulation tool)bénéficie de vingt-cinq ans de recherche du Laas-CNRSà Toulouse, en partenariat avec des industriels. Son ori-ginalité réside dans sa technique unique de modélisationdifférentielle de trafic et de simulation hybride, permettantde maîtriser la qualité des réseaux à moindre coût. R. L.

CoFluent permet d’élaborer des composants électroniques virtuels.

D.R

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CHIMIE

ÉNERGIE

FLUOREM SE PENCHE SUR LES ÉCOULEMENTSParamétrer la simulation numérique des écoulements des

fluides dans les voitures ou les avions. Fluorem, implantéà Écully près de Lyon, ne doit pas ce savoir-faire au hasard.Créée en mai 2000, cette PME est une spin-off du Laboratoirede mécanique des fluides et acoustique de l’École centralede Lyon. Ses solutions logicielles, qui réduisent les cyclesde conception et les coûts d’expérimentation, ont séduitdes groupes tels qu’Areva, Airbus, Total, Valeo. Le réseau dedistribution de Fluorem s’étend à toute l’Europe. O. J.

THE COSMO S’ATTELLE AUX SYSTÈMES COMPLEXESJeune mais ambitieuse! La start-up The CoSMo Company,

lancée en juin 2012, propose une solution de modélisa-tion et de simulation de systèmes complexes, allant desnouvelles molécules pour l’industrie pharmaceutique audéveloppement urbain. The CoSMo fait partie du programmed’accompagnement Veolia innovation accelerator (VIA),destiné à détecter et à déployer les écotechnologies lesplus prometteuses. En septembre 2012, la PME a rejoint leconsortium IT Future of medicine, qui rassemble des acteursde la pharmacie et des technologies de l’information. O. J.

SCIENOMICS MODÉLISE LE MICROSCOPIQUEPlonger dans le monde microscopique pour comprendre le

monde macroscopique. C’est l’offre de Scienomics grâce à seslogiciels adaptés à des secteurs aussi variés que l’automobile,la défense, l’agroalimentaire et la chimie. Cette PME, qui agénéré un chiffre d’affaires de 1 million d’euros en 2012, estle fruit de la rencontre entre Xenophon Krokidis, docteur enphysique mathématique, et Joerg-Ruediger Hill, docteur enchimie. Leurs routes se sont croisées chez Accelrys, éditeuraméricain de logiciels spécialisés dans les biotechnologies.Ils décident de monter leur entreprise en mars 2004 à Nancy(Meurthe-et-Moselle). «Les premières années ont été dédiées

CORYS DUPLIQUE L’EPREn novembre 2012, Corys a mis en service le premier simu-

lateur de réacteur nucléaire EPR de troisième génération àFlamanville (Manche). Remis à EDF, cet outil est une répliquede la salle de commande. Il permet de couvrir les opérationsde fonctionnement normales, ainsi que les situations inciden-telles et accidentelles. Il simule à la fois les paramètres tech-niques du réacteur, mais aussi les facteurs organisationnelset humains. Quatre autres simulateurs EPR sont en cours deréalisation, en France et en Chine. Il s’agit là du best-seller deCorys, créé en 1989 et détenue par EDF et le CEA (dont il estissu). En 2011, il affiche un chiffre d’affaires de 30 millionsd’euros pour 2 millions d’euros de bénéfices. Corys tire aussisa croissance de la simulation ferroviaire. Parmi ses contrats2012, on dénombre 44 simulateurs de conduite de trains pen-dulaires, fournis au QueenslandRail en Australie. La société aégalement remporté le contrat d’un simulateur pour le métrode Rio de Janeiro au Brésil. Désormais, Corys affiche un parcde 500 simulateurs dans le monde. Afin de supporter cesnouveaux projets, l’entreprise de 230 salariés va embaucherune vingtaine d’ingénieurs en 2013. L. D.

IZUBA ÉNERGIES DYNAMISE LA THERMIQUEIzuba Énergies a développé Pleiades+Comfie, un ensemble

logiciel de simulation dynamique de la thermique des bâti-ments. Comfie, son noyau de calcul élaboré par le Centreefficacité énergétique des systèmes (CES) de Mines Paris-Tech, permet la simulation précise du stockage de chaleurdes bâtiments et des matériaux… pour un temps de calculde l’ordre de la minute ! De quoi surfer sur la vague desbâtiments bioclimatiques et de la réglementation thermiqueRT2012 issue du Grenelle de l’environnement. M. M.

au développement de notre solution, grâce à l’exploitation delogiciels libres, raconte Xenophon Krokidis. Mais, en 2008,une fois notre produit commercialisable, nous avons perdude nombreux contacts en raison de la crise.» Malgré cela,Scienomics compte parmi ses clients des groupes de choixcomme BASF, BP, Shell, ENI, Solvay ou Tetra Pak. La PMEde 10 salariés prévoit de doubler son chiffre d’affaires d’ici àtrois ans. Pour y parvenir, une nouvelle équipe commerciale,des acquisitions ciblées et des partenariats avec des éditeurs delogiciels pour mutualiser les offres devraient voir le jour. O. J.

NANOTIMES SIMULE L’INFINIMENT PETITGraphènes, nanotubes de carbone, particules nanostructu-

rées… Autant de molécules aux comportements complexes,mais aux applications nombreuses dans l’industrie commeles nanorobots, les réactifs moléculaires et les circuits molécu-laires. Ce qui a poussé Nanotimes à développer, à destinationdes laboratoires, une gamme de logiciels de simulation et devisualisation des expérimentations en microphysique. Crééen 2004, Nanotimes est issu de la thèse de Michael Magoga,cofondateur de cette société toulousaine. O. J.

Reproduirel’infinimentpetit, ici unemembranecellulaire,peut servir dessecteurs aussivariés que ladéfense oul’automobile.

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Embedded simulation for a safer world


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SCIENCES HUMAINES ET SOCIALES

GOLAEM ENFLAMME LES FOULESNé en 2009 à l’initiative d’une équipe d’Inria, Golaem pro-

pose des logiciels capables de reproduire des mouvementsde foule réalistes, avec des milliers d’individus en interactionavec leur environnement. Son premier contrat: la SNCF, poursimuler le comportement des voyageurs entre les trains etles quais. Golaem a aussi développé un simulateur pour ladéfense et son logiciel, Golaem Crowd, intégré à AutodeskMaya, est destiné à la création d’effets de foule dans lesfilms d’animation ou comportant des effets spéciaux ainsique dans les spots publicitaires. T. L.

SERIOUS FACTORY ANIME LES CONFIGURATEURS 3DLa société créée en 2007 par William Peres, ancien res-

ponsable chez Dassault Systèmes, a développé des logicielscapables, d’une part, de simuler et configurer tous types deproduits et, d’autre part, de les visualiser de manière interac-tive et immersive en 3D dans leur environnement final. Seslogiciels exploitent les données CAO des bureaux d’études deses clients. Ils s’appliquent aussi bien à l’univers industriel(Dassault, Renault, Peugeot…) qu’à celui des serious gamesen temps réel. La société compte 20 collaborateurs pour unchiffre d’affaires de 1,1 million d’euros. T. L.

6MOUV DÉMOCRATISE LES SIMULATEURS DE VOLÉtabli à Toulouse, 6Mouv veut démocratiser les simula-

teurs de vol professionnels sur mesure, avec des solutionsaccessibles à partir de 150000 euros. Ses produits reposentuniquement sur des logiciels, développés en langage C++, etne reproduisent pas les mouvements mécaniques des cockpits.Certifiée par la FAA et l’Aesa (les agences américaine et euro-péenne de sécurité aérienne), son offre s’adresse aussi bien aux

fabricants d’hélicoptères et d’avions qu’aux pilotes profession-nels en formation. Le simulateur se distingue par son réalismegraphique (résolution jusqu’à 6000 x 1920 pixels) et modélisel’environnement du pilote et ses obstacles (ponts, éoliennes…)avec une résolution photométrique (60 cm) à partir des basesde données IGN et satellitaires. Eurocopter l’a sélectionnépour simuler son modèle Écureuil. L’armée française exploiteégalement, sur la base de Salon-de-Provence (Bouches-du-Rhône), les produits de la PME toulousaine pour sa formationde pilotage sur monomoteurs TB20 de Daher-Socata. Son PDGBernard Claudinon, ancien directeur de divisions techniques etcommerciales de Matra Marconi Space, a également cofondéGibcom Multimedia, l’éditeur de jeux vidéo en 3D. D’ici àquatre ans, 6Mouv vise un chiffre d’affaires de 10 millionsd’euros, contre 1 million aujourd’hui. H. M.

MADEACONCEPT SURFE SUR LA VAGUELes simulateurs de glisse inventés par MADEAconcept,

fondé en 2009 par trois passionnés de nautisme, envoient del’eau sous un tapis gonflable, reproduisant les sensations dessurfeurs et autres adeptes de glisse aquatique. Son plus: unsystème d’asservissement, qui projette l’eau en tenant comptedes mouvements du baigneur, ce qui économise de l’énergie. Labase de loisirs de Buthiers (Seine-et-Marne) s’est équipée. H. M. ❚❚

POWERSYS PARE AUX TRANSITOIRES DES RÉSEAUXDéjà distributeur de logiciels de simulation d’équipements

électrotechniques, Powersys a changé de braquet en 2011en prenant la responsabilité du développement et de la com-mercialisation d’EMTP-RV. Propriété d’EDF, d’Hydro-Québecet d’autres grands électriciens, EMTP-RV simule le compor-tement des réseaux électriques face aux transitoires rapidescomme les impacts de foudre. En lien avec les développeursdu logiciel, l’équipe de Powersys est chargée de donner uncoup de fouet à la diffusion d’EMTP-RV dans le monde. M. M.

RAYCREATIS VERDIT L’ARCHITECTUREFiliale du groupe HPC-SA, le toulousain RayCREATIS est

l’éditeur d’ArchiWizard, un logiciel de simulation énergétique3D en temps réel des bâtiments. Destiné aux architectes etaux bureaux d’études, ArchiWizard aide à la conception debâtiments alliant performance éco-énergétique, innovationarchitecturale et confort. Son intégration avec les CAO archi-tecturales facilite les échanges entre les acteurs du bâtiment,impliqués dans l’obtention des performances bioclimatiquesexigées par la réglementation thermique 2012. M. M.

6Mouv et ses simulateurs de vol plus vrais que nature ont conquis l’armée française.

Depuis dix ans, une communauté decontributeurs réalise le développementdu logiciel Scilab, qui propose des centainesde fonctions mathématiques (optimisation,statistiques, commande de systèmes,traitement du signal…) et graphiques(2 D et 3 D). Un logiciel open source,téléchargeable gratuitement, maisqui est utilisé par le Cnes et par de grandsindustriels comme Astrium, Sanofi,ArcelorMittal… Initié à l’Inria, Scilabpoursuit son développement au sein de

Scilab Entreprises, société créée en 2010qui fournit des services professionnelsaux utilisateurs (conseil, déploiement,développement, migration). Polytechnicienset centraliens s’y bousculent, parmilesquels on retrouve Claude Gomez, sondirecteur général, qui a été le responsablede l’équipe R & D du consortium Scilabà partir de 2003, puis son directeur de2008 à 2011. L’ancien président de Thales,Denis Ranque, est administrateurde Scilab Entreprises. ❚❚ T. L.

Scilab, l’open sourcedu calcul numérique

D.R

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Cré

dit

CEA

/DSV

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enquêtes

22

« Alors que nos concurrents complexifiaient

leurs logiciels d’analyse, nous, on simplifiait

nos modèles de simulation prédictive

en les spécialisant par catégories d’essais. »

Alain de Rouvray, PDG d’ESI Group

Le français ESI Group est l’un des spécialistesmondiaux du prototypage virtuel. Histoire.PAR JEAN-FRANÇOIS PRÉVERAUD

Success-storyESI GROUP,START-UP DE 40 ANS

PAM-Crash, la référencedes logiciels de

simulation de crashautomobile.

la simulation, où l’on crée des modèles numériques que l’onrecalibre sur des essais itératifs menés sur des prototypesphysiques», raconte Alain de Rouvray. Une approche nova-trice pour l’époque, qui améliore plus vite les produits, touten réduisant le nombre des prototypes, voire en se limitant àdes essais à échelle réduite. Les responsables industriels desprogrammes nucléaires français, tant civils que militaires,sont les premiers à en saisir l’enjeu. Pendant une dizained’années, l’entreprise a proposé, presque exclusivement poureux, du conseil et de la prestation de services.

Simulation simplifiéeMais de la simulation du crash d’un avion sur une centrale

nucléaire à celle d’une voiture contre un obstacle, il n’y aqu’un pas que les industriels demandent au groupe de fran-chir. La société se lance alors dans le crash automobile audébut des années 1980 et devient éditrice d’un logiciel deréférence, PAM-Crash. «Alors que nos concurrents complexi-fiaient leurs logiciels d’analyse afin de pouvoir traiter tous lescas, nous, on simplifiait nos modèles de simulation prédictiveen les spécialisant par catégories d’essais. Tous les modèlessont faux, mais certains sont utiles, à condition de comprendreles circonstances et les limites où les simplifications faitessont acceptables», résume Alain de Rouvray. Une mise aupoint qui va demander la collaboration de plus de 250 équipesuniversitaires internationales et l’achat de technologies.

Au bout de trente-cinq ans de développement, le spécialistedispose d’une panoplie complète de modèles et de solveurs,pouvant être enchaînés les uns aux autres afin de créer desprototypes virtuels. «Et là, ce n’est pas un problème de gestionde fichiers, mais d’une vraie connaissance de la physique, desmatériaux et des métiers à intégrer dans une plate-forme, quis’adapte aux pratiques des clients.» D’ailleurs, les indus-triels ne s’y trompent pas. Volkswagen a renouvelé pour lahuitième fois leur contrat triennal avec une vision claire :en 2018, les véhicules économes en énergie de la marque,donc légers et multimatériaux, seront développés à l’aide duprototypage virtuel. De même, l’avionneur chinois Avic, quientend dépasser Boeing et Airbus, a créé un joint-ventureavec ESI Group afin de «virtualiser» ses laboratoires et sesprocessus de fabrication et de transformation. Conclusion duPDG sur ces quarante ans d’histoire: «On a réalisé ce que l’onavait envie de faire d’innovant et on a réussi à persuader nosclients du bien-fondé de notre démarche.» ❚❚

L a quarantaine cette année et toujours l’esprit start-up. C’est ce qui résume le mieux ESI Group, leleader français de la simulation numérique et du

prototypage virtuel. Pourtant, la société emploie un peu plusde 1000 personnes à travers le monde et a réalisé un chiffred’affaires de l’ordre de 110 millions d’euros en 2012. Sonhistoire, c’est celle de quatre jeunes ingénieurs en doctorat àl’université de Berkeley (États-Unis). Avec, en chef de file, leFrançais Alain de Rouvray, actuel PDG du groupe, ils y décou-vrent le calcul scientifique sur informatique. Leur réaction estunanime: «Pour une fois, on va pouvoir calculer des chosesqui ressemblent à ce dont on a besoin, sans être obligés desimplifier pour pouvoir faire les calculs à la main.» Diplômeen poche, ils s’installent en France. Et créent ESI. «Nousavions découvert la différence fondamentale qui existaitentre l’analyse, qui consiste à appliquer les formules issuesde recueils de référence pour converger vers un résultat, et

D.R

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Portfolio

DONNER À VOIR LE RÉELEn simulation, une image ne vaut pas mille mots, mais fait parlerdes phénomènes physiques et biologiques.PAR AURÉLIE BARBAUX

INR

IA;D

.R.

24

Modélisation de la chute d’une bille pour améliorer le traitement d’une surface (ESI Group).

En simulationautomobile,il est questionde mécanique,mais ausside confortdes passagers(ESI Group).

Commentles ondes sepropagent-ellesdansune ville ?Résultat avecMithra-Rem(Geomod).

De quelle manière lesplantes réagissent-ellesà leur environnementlumineux ? Réponseavec les projets Imagiset Cirad (Inria).

L’USINE NOUVELLE I SUPPLÉMENT AU N° 3325 I 4 AVRIL 2013


26

DCN

S;E

SI;D

ELH

IA;G

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EALT

HCA

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MSO

L;D

.R.

Protéine à l’échelle nanogrâce au logiciel Samson(Inria).

Quelles sont lesconséquences del’impact d’un oiseaudans un réacteur ?(ESI Group).

Étude de l’écoulementaérodynamique sur unTGV (Alstom et ESI Group).

L’usine numérique avec Dalmia (Dassault Systèmes).

À bord d’une frégate, mise en scène d’un avatar en manœuvre (DCNS).


27

Remplissage d’aluminium en fonderie sous pression (ESI Group).

Accouchementvirtuel(GE Healthcare).

Comment desanodesimmergéesréagissent-ellesà la corrosion ?(Comsol).



28

C.LE

BED

INSK

Y;D

.R;I

NR

IA.

S’entraînerau tir au but,rien de plussimple (Inria).

Dans sa salle de réalité virtuelle le Cave, PSA installe un dispositif à échelle réduite, l’Holobench, pour travailler sur la conduite en réalité augmentée (PSA).


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Le programmeSigran offre unpilotage maritime,augmentéd’informationsgéographiques(DCNS).

Étudier la conduite dans une zone accidentéegrâce à cet immense simulateur.(DLR Institute).

Le top pour testerles équipementsaquatiques de glisse(Madea Concept).



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Tiré à l’origine par les besoins du nucléairefrançais, le calcul haute performance se diffusemaintenant dans l’ensemble de l’industrie.PAR JEAN-FRANÇOIS PREVÉRAUD

Calcul intensif

UNE EXPERTISECOLLABORATIVEFRUCTUEUSE

Le CEA abrite le Tera-100, le premier supercalculateur européen a dépassé le petaflops.

S ans remonter au plan Calcul de 1966, on peuttrouver dans les dernières décennies au moinscinq éléments pour justifier le réel savoir-faire

français dans le domaine du calcul haute performance»,avance Hervé Mouren, le directeur de Teratec, le Pôleeuropéen de compétence en simulation numérique hauteperformance. Cinq éléments qui seraient, selon lui, leCommissariat à l’énergie atomique (CEA), Bull, ESI Group,un tissu de PME spécialisées et la valeur de l’École françaisede mathématiques appliquées. Le tout formant un terreaupropice au développement d’une offre de qualité en calculhaute performance (HPC).Par ses missions civiles et militaires, le CEA a développéune expertise en simulation numérique, qui se maintientau plus haut niveau mondial depuis plus de trente ans.«Nos nouvelles compétences sont nées après l’annonce del’arrêt des essais nucléaires en 1995. Il fallait valider unearme sans faire d’essai. Une première dans le monde scien-tifique», explique Jean Gonnord, chef du projet simulationnumérique et informatique à la Direction des applicationsmilitaires (DAM) du CEA. Un organisme qui a également eu D

.R.



Le métier de la Compagniegénérale de géophysique (CGG),ex-CGG Veritas, est de décrirela géologie des sous-sols afin d’ydéceler de potentiels réservoirsd’hydrocarbures. Cela impliquela génération, la récupérationet le traitement d’une quantitéénorme de données sismiques.Pour gérer ce besoin, le groupefrançais affiche une capacité decalcul de 12 petaflops et stocke70 petabytes de données.« Notre puissance de calcul estgérée en interne. Nous possédonsune quarantaine de centresde traitement, répartis partout

dans le monde », expliqueLaurent Clerc, le directeurinformatique, traitementet réservoir. « Pour accélérerconsidérablement certains de noscalculs, nous utilisons des cartesgraphiques. Afin d’optimiser lerefroidissement de nos matérielsles plus denses, nous nousappuyons sur une technologiede refroidissement liquide parimmersion », décrit-il. Dansce contexte, CGG a signé despartenariats avec des acteursdu monde de l’informatique,comme IBM ou Dell, et du jeuvidéo comme Nvidia. ❚❚ L. D.

CGG aligne 12 petaflopspour explorer les sols

produits devrait apparaître dans le courant de l’année. «Noustravaillions jusque-là de manière générique sur les codes decalcul, ce qui pouvait demander un travail d’adaptation enfonction des applications, rappelle le directeur technique.Avec cette nouvelle génération, notre langage tiendra comptedes spécificités des grandes familles d’applications et desdifférents types d’architectures cibles, ce qui rendra lesadaptations transparentes pour l’utilisateur.»

Autre émanation des travaux d’Inria, Scilab Entreprises, quipropose depuis 2010 des bibliothèques de calcul numériqueen open source [lire l’encadré page 20]. «Notre logiciel, quiexploite de manière native le parallélisme massif du HPC,a été téléchargé plus de 700000 fois en 2012 et notre baseinstallée dépasse le million d’utilisateurs dans de multiplessecteurs tant industriels que de services», se réjouit Chris-tian Saguez, le vice-président de la société.

Simulations optimiséesSilkan offre, quant à lui, une boîte à outils créant et inté-

grant, autour du calcul haute performance, des solutionsde simulation utilisables en conception, en exploitation,en maintenance ou encore en démantèlement de systèmescomplexes. «Grâce au HPC, nous traitons rapidement etde manière optimale de très gros modèles et gérons desplans d’expériences demandant des dizaines de milliers desimulations», affirme Jacques Duysens, le directeur généraldélégué. Un savoir-faire que l’entreprise valorise avec certainslaboratoires français (Inria, École centrale de Paris, MinesParisTech) et des universités américaines. Cette plate-formeest également utilisée en interne pour développer à façon dessimulateurs faisant appel au HPC pour traiter, en temps réelet avec réalisme, de très gros modèles.

l’intelligence de s’ouvrir au monde extérieur, afin de partagerson savoir-faire stratégique en simulation haute performanceavec les grands industriels français.

La transformation de Bull l’a fait entrer, voici une dizained’années, dans le domaine des supercalculateurs. «Nousavions déjà un savoir-faire de constructeur informatique,mais c’est notre partenariat avec le CEA et la mise en placed’une relation de codesign, pour définir une architectureadaptée aux besoins applicatifs, qui nous ont fait progresserrapidement», reconnaît Jean-Pierre Panziera, le directeur dela stratégie produits HPC du constructeur. Leur architectureprofite des processeurs standards d’Intel qui réduisent à lafois les coûts et les cycles de développement. La conceptiond’une carte mère prend de douze à dix-huit mois, tandis quecelle d’un processeur demande trois à cinq ans d’efforts. Maisle matériel ne fait pas tout et Bull est passé maître dans leslogiciels améliorant le fonctionnement du système.

Les maîtres du HPCAutre point important qui fait la différence, le refroidis-

sement des machines. « Il y a cinq ans, il fallait autantd’énergie pour refroidir les processeurs que pour les fairefonctionner. Il y a deux ans, nous sommes déjà passés àun rapport d’un tiers (pour refroidir), deux tiers (pour calcu-ler). Aujourd’hui, 95% de l’énergie sert au fonctionnementdes machines et seulement 5% à leur refroidissement, et ce,grâce au remplacement du flux d’air par un circuit d’eau»,ajoute Jean-Pierre Panziera. Un point décisif pour les coûtsd’exploitation de centres de calcul consommant 5 MW etbientôt 10 MW.

Ce véritable savoir-faire de systémier fait de Bull le seulindustriel européen capable de fournir aujourd’hui de trèsgrands calculateurs. Un atout français primordial, puisquel’on se dirige de plus en plus vers le codesign, c’est-à-direla définition des architectures et de leurs hybridations enfonction des besoins des très grands clients. Ce que facilitela présence locale. Et Bull n’entend pas s’arrêter là, car ilsouhaite lancer des solutions de services autour d’applicatifsHPC dans le cloud, tel son projet Numinov.

Si le développement de logiciels applicatifs est importantpour faire progresser le HPC –l’exemple de l’éditeur françaisESI Group, qui a réussi à conquérir une position de leadermondial dans le domaine du prototypage virtuel, est là pour lerappeler [lire page 22]–, il existe en France des PME œuvrantdans ce domaine qui sont, elles aussi, au meilleur niveaumondial. Ainsi, Caps Entreprise a su exploiter des travauxmenés à l’Inria (Rennes) pour développer un langage à basede directives, qui optimise le fonctionnement des codesstandards sur des architectures de calcul à base de cartesgraphiques (GPU). «Il s’agit de placer dans le code standard,en étant le moins intrusif possible, des balises sur les partiespouvant bénéficier de l’accélération des GPU », expliqueFrançois Bodin, le directeur technique de l’entreprise. Cetteapproche, née en 2007, est aujourd’hui au cœur du consor-tium OpenACC en vue de sa standardisation. Elle demandeun savoir-faire très technique dans la compilation de codes,du calcul parallèle et de l’optimisation. Face à elle, un seulconcurrent outre-Atlantique. Une nouvelle génération de


DES CENTRESOUVERTS AUXENTREPRISES

32

INFOGRAPHIE : L’USINE NOUVELLE

Des plates-formes de calcul intensiff leurissent partout en France, mettantla simulation numérique à la portéedes entreprises, et tout particulièrementdes PME-PMI. Certaines sont accessiblesdans le cadre de projets de recherchecollaborative avec des labos publics.D’autres ont une vocation commercialeou sont en projet dans le cadre desInvestissements d’avenir. Tour de France dela simulation avec neuf sites opérationnels.PAR RIDHA LOUKIL

Ce n’est pas tout. L’éditeur Distene travaille sur des compo-sants logiciels tels que des mailleurs entrant dans la chaînede calcul HPC. «Nos produits sont le fruit de trente ans derecherches menées à Inria. On les retrouve intégrés danstous les logiciels de calcul des grands éditeurs spécialisésen simulation. Notre objectif est de devenir un standard dumarché du maillage, comme le sont Acis ou Parasolid dansle domaine des moteurs géométriques pour la CAO», préciseLaurent Anné, le cofondateur de l’entreprise.

Côté applicatif, Numtech propose, lui, des logiciels desimulation de dispersion atmosphérique pour le contrôle etla prévision de la qualité de l’air, qui font largement appelau HPC. «Nos outils servent aussi bien des sites industrielspour vérifier leurs émissions, que des collectivités territorialespour surveiller la qualité de l’air. L’utilisation du HPC permetde traiter de gros modèles avec une grande précision pouvantatteindre la dizaine de mètres en ville», explique Pierre Béal,le directeur général de l’entreprise. Là aussi le savoir-fairevient en partie d’Inria, mais également de l’université deClermont-Ferrand, du CNRS, de l’École centrale de Lyon etde l’université de Floride.

Dernière raison à la prédominance du savoir-faire français,le niveau d’excellence de l’École française de mathématiquesappliquées. Rappelons que la France a obtenu 11 médaillesFields depuis 1936 (la dernière en date étant celle de Cé-dric Villani en 2010), alors que les États-Unis en détiennent12 et la Russie 9. Une école épaulée par l’École françaised’informatique, qui excelle en recherche.

Les acteurs français du HPC entendent tirer parti de l’arrivéedu cloud computing. Citons les projets Numinov, menés parBull, ou celui d’Oxalya. À l’étude, le nouveau projet d’IRTSystemX (Institut de recherche technologique) Objectif :l’accès au calcul haute performance pour les PME. Enfin,dernière preuve de la suprématie de l’Hexagone, les troisgrands projets HPC européens sont gérés par des Français :ETP4HPC par Bull et le CEA; Eesi par Total ; et Prace parCatherine Rivière, le PDG de Genci. ❚❚

CAPS COMPUTE LAB

Mise en service 2009, par Caps Entreprise

Équipement Supercalculateur Bull NovaScaleavec dix serveurs d’accélération Nvidia

Accès Package au paiement à la carte

Site web www.caps-entreprise.com

CSPCentre de simulation palois

Mise en service 2010 par CS,Turbomeca et l’agglomération de Pau

Équipement Supercalculateur hybrideGPU – CPU

Accès À la demande et réservéaux PME et aux programmes R & Ddes consortiums partenaires

Créé en 2010, le laboratoireExascale computing research(ECR) sera bientôt hébergépar Teratec. Il compte plusd’une trentaine de collaborateurs,qui coopèrent étroitement avecdes chercheurs européensà la réalisation de machinesmille fois plus puissantes quecelles disponibles aujourd’hui.Fruit d’une collaboration entre leCEA, Genci, Intel et l’universitéVersailles Saint-Quentin

(Yvelines), l’ECR a deux axesde recherche : d’abord, faciliterle passage à l’exascale auxapplications traditionnelles ouopen source existantes, et issuesde l’industrie ou de partenairesacadémiques ; ensuite, élaboreret proposer un environnementd’outils et de méthodesqui permet l’optimisation del’interaction entre coucheapplicative et machineen vue de l’exascale. ❚❚ J.-F. P.

Intel et le CEA préparentun futur exaflopique



HPC@LRCentre de compétences en calcul hauteperformance de Languedoc-Roussillon

Mise en service 2010

Lieu Université de Montpellier 2(Hérault)

Équipement Supercalcuteur IBMhybride

Accès Gratuit pour chercheur publicou privé de la région

Site web www.hpc-lr.univ-montp2.fr

CALMIPCentre de calcul en Midi-Pyrénées

Mise en service Depuis 2007, ouvertaux entreprises de la région (à 10 %)

Équipement Hyperion de SGI

Accès Paiement à l’usage et à distance

Site web www.calmip.cict.fr

CISNACentre de calcul intensifet simulation numérique automobile

Mise en service 2009

Lieu Institut de l’automobile

Équipement Supercalculateur Bull

Accès Réservé aux adhérents

Site web www.institut-automobile-du-mans.fr

CRIHANCentre de ressources informatiquesde Haute-Normandie

Mise en service 1991. Nouveau calculateuracquis en 2011 avec l’École centrale de Nantes

Lieu Technopole du Madrillet (Seine-Maritime)

Équipement Grappe de calcul IBM iDataPlex

Accès Paiement à l’usage

Site web www.crihan.fr

CCRTCentre de calcul recherche et technologie

Mise en service 2003. Ouvert en 2012au CEA et aux industriels

Lieu Très grand centre de calcul du CEA (TGCC)

Équipement Supercalculateur Airain de Bull

Accès Réservé aux partenaires

EXTREME FACTORY

Mise en service 2010, par Bull

Équipement Supercalculateur BullX,avec des accélérateurs graphiques Nvidia

Accès Sur réservation ou paiement à l’usage

Site web www.extremefactory.fr

Rouen

14téraflops

Les Clayes-sous-bois

170téraflops

Bruyères-le-Châtel

200téraflops

Le Mans

1,5téraflops

Rennes

42téraflops

Montpellier

20,5téraflops

Pau

2,5téraflops

Toulouse

38,5téraflops

Reims

6téraflops

ROMEOCentre de calculde Champagne-Ardenne

Mise en service 2002. Ouvert en2007 aux entreprises de la région

Lieu Université de ReimsChampagne-Ardenne (Marne)

Équipement Un cluster de calculLinux – Windows, installé en 2010par Bull avec Microsoft

Accès Paiement à la carte

Site web www.romeo2.fr


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Plus de puissance à moindre prix : c’est lapromesse du calcul numérique en mode cloudcomputing. Les éditeurs ont développé les briquestechnologiques pour utiliser ainsi leurs solutionsde calcul et de gestion du cycle de vie.PAR JEAN-FRANÇOIS PRÉVERAUD

Logiciel à la demande

LE BON CALCULEST DANS LE CLOUD

R éduire les coûts et les délais de développement,tous les industriels en rêvent. Les briques techno-logiques développées par les éditeurs de logiciels de

calcul numérique et de gestion de cycle de vie des produits,des applications et des services (PLM, ALM et SLM) pouroffrir leurs solutions en mode cloud computing pourraientles y aider. Ces logiciels ouvrent en effet l’accès à une puis-sance de calcul quasi infinie. Au-delà de la réponse, parfoissalutaire, à des pics de charge ou de la possibilité de com-muniquer avec des partenaires dans le cadre de projets colla-boratifs, le cloud représente pour de petites entreprises uneopportunité pour concevoir plus vite qu’avec les outils dontelles disposent en propre. Et en ne payant que lorsqu’ellesont l’usage de ce service.

HPC on demandLe monde du calcul est un bon terrain d’expression pour

le cloud computing. «C’est ce que nous proposons avecExtreme factory, notre offre de “HPC on demand”, qui four-nit à l’entreprise un portail propriétaire. Il lui donne accès àdes moyens de calcul avec les logiciels et les services qu’elledésire, pour répondre à des besoins ponctuels ou récurrentsen termes de pics de charge », explique Bruno Pinna, leresponsable du cloud computing chez Bull. Une offre quisera élargie aux PME avec le projet Numinnov, monté avecla Caisse des dépôts et consignations (CDC), qui vise lacréation, en 2013, d’un opérateur indépendant de servicesde calcul intensif en mode cloud à l’échelle européenne.



« Extreme Factory, notre offre de

‘’HPC on demand’’, fournit au client un

portail propriétaire de calcul avec

les logiciels et services qu’il désire. »

Bruno Pinna, responsable du cloud computing chez Bull

« Nous veillons à ce que les entreprises

évitent certains inconvénients

du cloud comme la dépendance vis-à-vis

des hébergeurs.»

Marie-Christine Oghly, présidente de l’association Micado

En utilisant Hyperworks,la plate-forme de simulation del’éditeur Altair, l’équipementierBorgWarner a amélioréses turbocompresseurs.

des technologies de simulation numérique. Il faudra aussisurmonter certaines réticences. L’une d’entre elles porte surla qualité des outils. «Les industriels ne veulent pas d’uncloud computing low cost comme peut l’offrir Amazon.Qu’il s’agisse de grands groupes ou de PME, ils veulent desservices haut de gamme avec des performances garanties entermes de qualité et de continuité de service, ainsi que desécurité et de résilience de leurs données. Et là, beaucoup dechoses restent à faire», estime Gérard Roucairol, le présidentde Teratec, le Pôle européen de compétence en simulation etcalcul haute performance [lire son interview page 6].

Autre crainte, la confidentialité. À cet égard, la prédominancedes hébergeurs d’origine américaine pose question. Ceux-cisont en effet soumis au Patriot Act. Cette réglementation leurimpose, pour des raisons de sécurité intérieure, de montrer cequ’ils stockent sur leurs serveurs aux pouvoirs publics améri-cains si ceux-ci le demandent. Pour ne pas se plier à cette loi,l’État français a lancé l’idée d’un cloud souverain. DassaultSystèmes a cherché, à deux reprises en 2011, à y participeravant d’y renoncer en avril 2012. «Ces projets se feront sansnous, suite à des divergences de vue sur le business modelà mettre en place et à la dispersion des aides publiques, quinuisent à l’émergence d’un acteur français fort», regrettaitalors Pierre Marchadier, le vice-président chargé de la com-munication chez l’éditeur de logiciels.

Pas découragé pour autant, l’éditeur a créé Outscale (en2011), une filiale qui propose ses logiciels en mode cloud«privé» à l’automobile et à l’aéronautique. «Nous avonsaussi participé, dans le cadre du projet Boost Aerospace, à lacréation d’Air design. Un environnement de travail collabora-tif privé qui fournit aux PME les outils et les méthodologiesde travail agréés par Airbus, avec de la performance informa-tique, du stockage et de la sécurité.» Dassault Systèmes vaaussi annoncer la possibilité d’accéder de manière temporaireen mode SaaS (software as a service) à Catia et SolidWorks,puis Enovia, Simulia et Delmia via l’offre Nvolve. Moinsambitieux, Siemens PLM Software ne propose que son outilde gestion des données techniques Teamcenter en mode

Outre la performance informatique, les PME y trouveront desservices apportés par 25 partenaires et de la sécurité. Cetteprestation pourrait être commercialisée par des éditeurs delogiciels hébergés.

Un coût divisé par deuxCôté tarif, le passage en mode cloud devrait diviser par deux

les investissements matériels, qui représentent environ 25%d’un projet PLM. En revanche, son impact sur les dépensesen logiciels et en services devrait être moindre.

Malgré ses promesses, le cloud reste toutefois l’objet d’uncertain attentisme. «Comme pour toute évolution de techno-logie, il va falloir inventer de nouvelles approches et métho-dologies de travail pour en tirer la quintessence», estimeFrançois Coste, le représentant de la Nafems en France, uneorganisation destinée à épauler les entreprises dans le choix

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saturés. Il a surtout servi de support à LaBS,un projet plus viable économiquement et quiva pouvoir être commercialisé. Porté par unconsortium d’industriels tiré par Renault,mais où sont aussi présents Airbus, Bombar-dier ou Alstom, LaBS donne un accès à la de-mande à des codes de calcul aéro-acoustique,qui intéressent particulièrement l’automobilepour les organes saillants, comme les rétro-viseurs, mais aussi internes au véhicule. Dé-marré en 2009, et à clore en juin 2013, LaBSpourrait avoir une suite, vers d’autres do-maines techniques comme l’aérodynamique,les machines tournantes ou le thermique. LeCSP est, en tout cas, prêt à l’accueillir. De2,5 téraflops de puissance à son lancement,il affiche aujourd’hui plus de 10 téraflops[lire notre carte page 33]. ❚❚ AURÉLIE BARBAUX

L’AÉRONAUTIQUE ET L’AUTO SE CALCULENT À PAUOuvert en février 2010, grâce à un partenariat entre la communauté d’agglomération, Turbomeca et le groupe CS,le Centre de simulation de Pau accueille les programmes de R&D multiphysique de l’aéronautique et de l’automobile.

I l faut le reconnaître, le Centre desimulation de Pau (CSP) n’a pasrencontré le public prévu. Ouvert en

février 2010, grâce à un partenariat entre lacommunauté d’agglomération, le construc-teur de turbines d’hélicoptère Turbomeca etle spécialiste de la simulation CS, ce centrede calcul devait permettre aux PME et PMIde la région d’accéder, à moindre coût et à lademande, à des outils de simulation, inacces-sibles normalement pour des entreprises decette taille. Las, «il n’y a pas eu la demandeque l’on imaginait. Et ce n’est pas fauted’avoir prospecté», admet François Roudot,le responsable de l’offre HPC et simulationnumérique chez CS, qui pilote le centre.

Le CSP n’est pas resté inutilisé pour autant.À sa naissance, il avait vocation à héberger

les travaux de calcul du pôle Aerospace Val-ley, et en particulier le programme Osmoses,clos en 2011. Ce dernier avait pour but deconcevoir une plate-forme collaborative desimulation multiphysique [lire page 40] pourl’aéronautique. «Il s’agissait de développer lesoutils logiciels intermédiaires pour associerdifférents codes de calculs», explique Fran-çois Roudot. C’est en partie chose faite, mêmesi Osmoses n’est pas totalement opération-nelle. Pour qu’elle soit réellement accessibleà la demande aux entreprises du secteur, unsecond programme de R&D, Mosart (recaléune fois), est nécessaire. Il devrait être repré-senté au prochain appel à projets des pôles.

Le CSP a également répondu au besoinde calcul interne de CS et ponctuellement àTurbomeca, lorsque ses calculateurs étaientD

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cloud via les offres d’IBM, Microsoft ou Amazon, qu’il acertifiées. «Une certification technique et opérationnelle quenous poursuivons avec des prestataires locaux tels Orange,SFR ou Atos», précise Christophe Iffenecker, le directeurgénéral de la filiale française.

Outre les problèmes de sécurité, il faut se préoccuper de laréversibilité du système si l’on veut revenir à une solutioninterne ou changer d’hébergeur, car on perd le contrôle phy-sique de ses données. «Nous travaillons sur les méthodolo-gies de travail pour que les entreprises puissent éviter certains

inconvénients du cloud, explique Marie-Christine Oghly,la présidente de Micado, l’association dédiée à l’ingénierienumérique collaborative au service du PLM. Nous cherchonsà leur faciliter l’utilisation, à limiter la dépendance vis-à-visdes hébergeurs. Nous veillons à la transparence des accès,aux appuis sur des compétences qu’elles ne peuvent financeret maintenir en interne, à l’assurance de la qualité des simu-lations et au suivi des données.» Autant d’évolutions quipourraient achever de décider, en 2013, les bureaux d’étudesqui hésitent encore à miser sur le cloud computing. ❚❚

Le logiciel de simulation numérique développé par LaBS devrait être commercialisé cette année.

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Le logiciel PAM-RTM, une solution pointue aux défis de la modélisation.

Avec leur structure complexe, les compositessont difficiles à modéliser. Ils doivent se plierà la simulation numérique pour développerleur industrialisation.PAR OLIVIER JAMES

MatériauLE CASSE-TÊTEDES COMPOSITES

La simulationde fabricationpensée par ESIGroup facilitela conceptionde pièces detrès grandedimension, icila pale d’uneéolienne.

de la conception du matériau, la modélisation peut servirà augmenter ses performances. Déterminer à l’avance leszones où se situeront les efforts mécaniques permettrait, parexemple, de placer les fibres aux bons endroits.

Optimiser la polymérisation et l’injectionCette problématique de dimensionnement se pose avec

acuité dans l’aéronautique. « En général, les industrielssurdimensionnent leurs pièces composites, considère Lau-rent Delsart, le responsable des programmes de partenariatcomposites chez Dassault Systèmes. Une marge de sécuritéqui induit des surcoûts et ne permet pas vraiment de tireravantage des propriétés de ces matériaux.» La cinétique depolymérisation des composites – la cuisson des résines –et l’injection dans les moules auraient tout intérêt à êtremodélisées, tant les réactions chimiques et les phénomènesthermiques mis en œuvre sont nombreux. L’enjeu porte surle contrôle de la répartition de la matière dans l’espace et laréduction du nombre de bulles de gaz pouvant se former.Là aussi, les performances s’en trouveraient améliorées.

« Le comportement des outillages nécessite égalementd’être simulé, affirme Christophe Champenois, le res-ponsable du pôle ingénierie des polymères et compositesau Centre technique des industries mécaniques (Cetim).La modélisation permet de s’assurer, par exemple, de labonne homogénéité de la température et de la pressiondans les moules de presse et les autoclaves. » L’exigence decadences de production plus importantes conduit à mettreau point des modèles prenant en compte ces interactionsentre matériaux et outils. L’objectif ? Connaître les tempsde cycle idéaux pour la production de telle ou telle pièce.L’intégration de tous ces paramètres doit ainsi amener unedescription au plus juste de la pièce finie : sa géométrie, ladirection des fibres, la porosité…

Les éditeurs de logiciel s’adaptent en permanence auxexigences des industriels. Dassault Systèmes a développéla plate-forme logicielle PLM, adaptée aux composites etintégrant toutes les étapes de la vie d’un produit : du designà la fabrication en passant par la simulation. De son côté,ESI Group commercialise une version de PAM-RTM, sonlogiciel de simulation de fabrication, afin de traiter fidèle-ment la modélisation de très grands composants, commeles pales d’éoliennes ou les grandes pièces aéronautiques.Pour Airbus, la prochaine étape consiste à mettre au pointun programme capable de modéliser l’ensemble d’un appa-reil, et non plus seulement certains de ses éléments. Unvrai challenge. ❚❚ [PREMIÈRE PUBLICATION EN 2010]

P as de composites sans simulation. Après une èremarquée par l’empirisme, les essais grandeurnature et la production artisanale, les composites

doivent se plier aux modèles numériques. Car, contrairementaux métaux, ils sont hétérogènes et anisotropes. Autrementdit, leur structure, faite de fibres et de résines, est complexeet leurs propriétés mécaniques ne sont pas les mêmes suivantla direction des contraintes. Autre particularité : le matériauest conçu en même temps que la pièce elle-même.

Devant la multitude de choix de résines, de direction etde nature des fibres, de nombre de couches de tissus, lespossibilités se montrent quasi infinies. Et les dimensionstoujours plus importantes des pièces réalisées ne fontqu’accentuer le problème. « Beaucoup de données sontnécessaires pour décrire le comportement des composites,confirme Patrick De Luca, le responsable solutions com-posites au sein de l’éditeur de logiciels ESI Group. Mais lasimulation a un véritable intérêt économique.» Au stade

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PIONNIERLEADERET

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PROTOTYPAGEVIRTUEL

Crédit photo : courtesy of Volkswagen AG

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Sauter l’étape des prototypes en phase deconception implique de disposer de solutions desimulation qui considèrent tous les phénomènesphysiques mis en œuvre dans un système.PAR AURÉLIE BARBAUX

Plates-formesLE MULTIPHYSIQUE,OU COMMENT MODÉLISERLA COMPLEXITÉ

Comsol gère descomposants complexesde petite taille, ici unjoint de type Rzeppa.

uns des autres. Pourtant, en toute rigueur technologique, ilfaudrait, dès la construction du modèle, réaliser des couplagesmultiphysiques et des simulations tenant compte des interac-tions. Simple à dire, plus difficile à mettre en œuvre, tant pourdes raisons de conception d’algorithmes et de disponibilité depuissance de calcul, qu’à cause de la rareté des compétencescroisées chez les ingénieurs menant ces simulations.

Pour autant, les choses avancent. Certains modèles asso-ciant deux physiques sont déjà considérés comme matures.Le couplage structure-fluide s’affiche depuis quelques annéesau catalogue des grands éditeurs, mais pas toujours avecune méthode optimale. La solution itérative, où les résultatsde la simulation d’une physique vont alimenter les calculsde la physique suivante dans une succession de boucles,est bien maîtrisée. «Mais la méthode était grossière. Nousavions besoin de solveurs multiphysiques plus fins et plusintégrés», expliquait Jacques Duysens – aujourd’hui directeuradjoint du HPC Project à Montpellier – alors qu’il pilotaitle programme de recherche IOLS du pôle de compétitivitéSystem@tic, clos en 2008.

Interfacer les solveursL’industrie a donc cherché à développer des couplages

forts, c’est-à-dire des algorithmes intégrant des paramètresde physiques différentes dans un même modèle ou desmodèles optimisant l’échange des données entre solveurs.La première solution reste très complexe. Notamment parceque les maillages utilisés pour modéliser les déformationsstructurales d’un matériau n’ont généralement rien à voiravec ceux nécessaires à la simulation des écoulements defluides. La tendance est donc plutôt au développement deplates-formes permettant d’optimiser les interfaces entresolveurs. Mais leur mise au point est longue. Dassault Sys-tèmes, qui avait testé un premier prototype de simulationfluide-structure en 2005, n’a commercialisé sa plate-formede couplage structure-mécanique des fluides qu’en 2010.

Un éditeur suédois, Comsol, propose pour sa part depuisplus de douze ans une plate-forme de simulation multiphy-sique de ce type, adaptée aux systèmes de petite taille ou auxgéométries peu complexes. Malgré une boîte à outils trèsfournie en modèles multiphysiques, le logiciel a ses limites.Par exemple, il supporte mal les dynamiques rapides, commecelles intervenant lors d’un crash d’automobile. Mais bonnenouvelle, la puissance informatique nécessaire pour fairetourner des calculs qui peuvent prendre plusieurs jours àconverger existe désormais largement. Les supercalculateurssont là pour ça. Reste à gérer l’impressionnant volume de don-nées produit par ces calculs. Une nouvelle discipline, le SLMou simulation lifecycle management, est donc apparue pourexploiter industriellement les résultats des simulations. Lespremiers outils sont disponibles. ❚❚ [PREMIÈRE PUBLICATION EN 2010]

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composites, mécatronique… Autant de domaines et d’appli-cations qui font jouer simultanément plusieurs physiques:mécanique, hydraulique, acoustique, électricité, magnétisme,chimie, voire biologie. Chacune a ses lois et ses modèles desimulation, pour la plupart bien maîtrisés (sauf peut-être entribologie, la science des contacts)… mais indépendants lesD

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Être marin d’eau douce, ça ne s’improvisepas. Pour appréhender des péniches auxgabarits toujours plus impressionnants,quoi de mieux que d’utiliser un simulateur ?« Le prototype est prêt, il reste à définirson mode de commercialisation », affirmeMehdi Sbaouni, le président de Reviatech,qui conçoit des simulateurs 3 D. CettePME créée en 2008 a fait ses preuvesen développant un outil pour DCNS, afind’apprendre à éjecter les poubelles d’unsous-marin ! Dans le cadre du projet OSEde formation pour le transport fluvial parenvironnement virtuel informé, il s’estassocié à l’Université de technologie de

Compiègne (UTC) et notamment avecle doctorant Loïc Fricoteaux. Le projet a étéconçu à partir d’un simulateur de navigationexistant. Un module innovant a été ajoutépour les formations personnalisées.Le système observe le comportement del’apprenti marinier en tenant compte de sonpilotage, de ses erreurs de navigation etde son niveau de stress. Grâce à un moduledécisionnel, il est possible de détermineren temps réel le meilleur guidage avec desaides visuelles et des messages sonores.Objectif scientifique : renforcer le couplageaction-perception entre l’humainet l’environnement virtuel informé. ❚❚ O. C.

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Le simulateur SimLead mobilise les facultés de leadership.

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FormationAPPRENDRE EN PILOTANTCHEZ THALES

Reviatech et sa navigation virtuelle 3 D sécurisent l’apprentissage.

Puma et une Gazelle. L’un des deux chefs de bord coordonnele travail en donnant ses ordres via un microcasque qui serale seul moyen de communication le temps du jeu.

Si les participants s’amusent, le centre de formation deThales a avant tout mis au point cet outil, inspiré du vraisimulateur de vol développé par le groupe, dans une optiquetrès opérationnelle. «On n’a pas voulu reproduire la vie enentreprise, explique Karine Lejoly, la responsable d’HECexecutive education, le partenaire du jeu. En sortant les par-ticipants de leur zone de confort, les routines sont cassées,ce qui permet une prise de recul sur soi-même.»

Enjeux concretsLe scénario de l’intervention s’adapte aux demandes des

managers. La formation s’articule sur une demi-journée demissions et autant pour le debrief avec l’équipe pédagogique.Pour Patrick Hertrich, «le jeu reproduit bien les enjeux deséquipes projet». Maintenant, quand il compose ses équipes,il fait attention aux compétences «mais aussi aux personna-lités». Quelque 600 managers intermédiaires et 200 cadresdirigeants de Thales sont passés dans le cockpit de SimLead.Des cadres de BNP et de Nissan aussi. Depuis peu, l’aéroportde Strasbourg propose également aux entreprises des sessionsde team-building dans son simulateur de Boeing 777. Savoirvirer sur l’aile, un nouvel impératif pour les managers. ❚❚

A ux commandes de mon hélicoptère, quand la neiges’est mise à tomber, j’ai senti le stress monter»,raconte Patrick Hertrich. Ce directeur juridique chez

Thales Optronics n’est ni pilote ni sauveteur bénévole le week-end. Il a simplement joué à SimLead, un simulateur de vol misau point par Thales pour former ses cadres et ses managers.Gestion du stress, leadership, communication, répartition dutravail au sein des équipes, définition d’une stratégie… Autantde compétences que mobilise cet outil ludique en plongeantles joueurs dans des situations de crises virtuelles.

Pour le tester, direction Jouy-en-Josas où se trouve la Thalesuniversité, le centre de formation du groupe. Au sous-sol dubâtiment, une salle recrée l’ambiance d’un cockpit d’hélicop-tère. Trois participants vont jouer les rôles de chef de bord,de pilote et de navigateur. Philippe Flandin, ex-capitaine del’armée de terre et animateur du jeu, interprète le préfet duVar et donne ses instructions à l’équipe pour procéder, dansles meilleurs délais, au sauvetage de populations civiles mena-cées par une inondation. L’équipe dispose de deux hélicos, un

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