Description
Comment les jumeaux numériques de systèmes complexes peuvent tirer parti de l’utilisation de données en temps réel pour offrir de nombreux avantages dans la course au large ou le transport maritime ? Et quelles sont leurs limites ?
Avec :
Sylvain Faguet - D-ICE
Pierre Montfort - OCE Engineering
Xavier Guisnel - VPLP Design
Animation : Pierre-Yves Lautrou
Hébergé par Ausha. Visitez ausha.co/politique-de-confidentialite pour plus d'informations.
Transcription
C'est parti, bonjour à toutes et à tous, je suis Arnaud Cagvel, je travaille chez BDI, l'agence de développement économique de la région Bretagne, et je suis heureux de vous accueillir à cette sixième édition des Sailing Café. Le principe c'est de vous proposer sur une heure de partager la discussion d'experts sur un sujet précis et technique du monde de la voile. Ensuite c'est... Ce webinaire est à retrouver sur le site sailingvalley.bzh avec les replays et les liens vers les podcasts. Aujourd'hui, on va élargir un peu le sujet puisqu'on parlera des jumeaux numériques et sans doute un peu de transport maritime. On a invité, et je les remercie, des représentants des sociétés aux ingénieries VPLP et D-ICE. Et comme presque à l'accoutumée, je vais passer la parole à Pierre-Yves Lautron qui va... nous animer cette heure de rendez-vous aux petits oignons comme d'habitude. Pierre-Yves, je te laisse la parole et merci à tous.
Merci Arnaud, je vais essayer d'animer ça aux petits oignons, c'est pas tout à fait l'heure des petits oignons, mais bon, on va faire avec ça. Merci Arnaud, je vous propose de rentrer assez rapidement dans le vif du sujet, parce qu'autour de la table, comme tu disais, on a les représentants de trois sociétés qui... Je ne sais pas si c'est le terme qui convient, qui élève des jumeaux numériques. Vous allez me dire si le terme vous plaît ou pas. Ce que je vous propose, c'est de faire un petit tour de présentation à la fois de qui vous êtes, que ce soit Sylvain Fayet chez The Ice, Pierre Monfort chez Oz Engineering et Xavier Guinel chez VPLP, à la fois un petit peu ce que vous faites dans l'entreprise et surtout ce que fait votre entreprise, quelles sont leurs spécialités. Et puis après, on attaquera le... Le vif du sujet et on parlera de ces fameux jumeaux. On va commencer par Sylvain, c'est celui qui est dans l'ordre de gauche à droite sur mon écran. Donc Sylvain, à toi.
Bonjour à tous, Sylvain Faguet, je suis le directeur commercial de The Ice. Directeur commercial, ma tâche c'est d'aller vendre nos produits, nos systèmes et nos services. Et chez The Ice, on développe, parce que vous voyez derrière moi, des systèmes de navigation, de pilotage, d'optimisation de la navigation et des opérations. particulièrement pour le secteur maritime et offshore. Donc, le plus gros succès, là, ça a été le système installé en passerelle de Canopée et bientôt à bord de Neoline aussi.
Canopée et Neoline qui sont deux bateaux à propulsion vélique et je pense qu'on reparlera de Canopée avec Xavier Guinel parce que c'est un plan VPLP, le premier roulier dessiné par un cabalier architecte qui faisait des bateaux à voile jusque-là. Juste... et je vais préciser Sylvain que Diaz a un peu connu des gens qui font du bateau à voile de compétition parce que c'est vous qui avez repris ou racheté Squid l'activité de Squid qui est une app de logiciel pour faire de l'analyse météo et un petit peu de route exactement tout à fait qui est encore embarqué sur beaucoup de bateaux pour télécharger des fichiers météo juste à la droite de Sylvain Pierre Monfort chez OZ Engineering Pierre c'est à toi
Bonjour à tous, merci Arnaud, merci Pierre-Yves, merci BDI pour l'opportunité de discuter de tout ça ce matin. Pierre Montfort, je suis architecte naval de formation et je dirige la BU Performance Navire chez OZ Engineering. OZ Engineering, on fait compte d'un centre d'expertise qui va développer des outils digitaux, donc logiciels, algorithmes, au service du milieu maritime. Et donc on va aller à chaque fois chercher... à développer des outils custom, tailor-made, pour des petits problèmes particuliers que peuvent avoir nos clients. Et c'est à ce titre qu'on est ici aujourd'hui. On travaille un petit peu dans la course au large, mais ce n'est pas du tout la plus grosse partie de notre activité. Notre activité principale, c'est le secteur maritime et le transport maritime, avec toutes les contraintes nouvelles qui grandissent de nouveau en nouveau. Et j'en profite, notre actionnaire unique et principal, enfin unique, pardon, c'est GTT, Gaz Transport Technique Gaze. que certains connaissent peut-être, c'est le spécialiste de la conception de systèmes de containment de gaz, en particulier le gaz liquide LNG, qu'on connaît bien maintenant depuis quelques années, parce qu'il a un peu défrayé la chronique, et ce qui nous permet d'avoir accès à beaucoup d'expertises maritimes. Très bien,
merci Pierre. Et tout au bout de la table, Xavier Guinel chez VPLP. qui, comme on ne le sait pas forcément, mais on commence à bien le savoir, est une boîte où il y a presque autant d'ingénieurs, sinon presque plus d'ingénieurs que d'architectes navals, je crois, maintenant chez VPLP, ou quasiment 50-50.
Ouais, pas tout à fait. Pas tout à fait.
Ça ne s'en réparait.
Non, non, non, c'est pas le sens de la marge. Bonjour à tous, vous avez Guinel, moi je coordonne l'ingénierie chez VPLP. Donc VPLP, on est un cabinet d'architecture navale, on est présent sur différents secteurs, trois principalement, que sont la course, la plaisance. avec des pâteaux de série et des one-off, et le transport maritime, comme tu l'as évoqué, Pierre-Yves, depuis quelques années, avec ce projet qui a été fondateur pour nous, qui a été canopé. Et à ce titre, pour ces trois activités-là, on développe différentes activités en ingénierie, dont toute une petite panoplie de jumeaux numériques, et je pense que ce sera le sujet ce matin.
Exactement, et on va préciser que c'est le monde... l'architecture navale et l'ingénierie navale est un petit monde et vous connaissez tous les trois, il y a même des collaborations entre certaines de vos entreprises et vous pouvez travailler même sur des projets en commun. Je suis journaliste, donc je vais faire le job de base qui est de définir ce que c'est qu'un jumeau numérique. Moi j'étais un petit peu inquiet au début quand j'ai vu le sujet, j'étais assez rassuré et je crois que c'est en préparant ce webinaire avec Xavier qu'on a qu'on a trouvé le bon terme. Je crois qu'en discutant avec vous, on dit que le terme est nouveau, mais la pratique est ancienne. Je suis assez content d'avoir trouvé ce pitch qui résume assez bien le truc. Donc, je vais vous demander à chacun à votre tour de faire l'exercice de la définition de ce qu'est un jumeau numérique ou des jumeaux numériques. On les conjugue forcément au pluriel. Et puis, après, on rentrera dans le... Dans le vif du sujet, je pense que c'est déjà le vif du sujet, mais est-ce que chacun à votre tour, vous pouvez un petit peu nous donner votre définition de ce que c'est ou ce que sont les jumeaux numériques ? On reprend la mode, on commence par Sylvain.
Chez DS, le jumeau numérique, c'est vraiment un modèle de performance du navire, de comportement du navire. Tous les systèmes qu'on met à bord des navires, on s'appuie sur des jumeaux numériques parce qu'on a besoin de comprendre comment va se comporter le navire sur l'eau, dans les vagues, soumis au vent. Quand on fait des autopilotes, on fait du model-based control, donc c'est du contrôle basé modèle, ce qui nous permet d'être plus fin dans le pilotage. Et pareil, quand on fait du routage météo, on s'appuie sur un modèle de performance du navire. Donc pour nous, c'est vraiment un modèle de performance qui peut être une matrice avec plusieurs dimensions, parce qu'on va pouvoir prendre en entrée plein de paramètres différents. La puissance consommée par le navire, quand on parle de navire de commerce hybridé par le vent, elle va dépendre de... à la fois de la vitesse cible qu'on veut atteindre, mais de la force du vent, de la direction du vent, de la hauteur des vagues, de la direction des vagues, et potentiellement de la température extérieure, de la température de l'eau, de plein de différents paramètres. Donc c'est un assemblage de différents modèles. Après, on peut aller encore plus dans le détail sur chacune des briques qui font ce jumeau numérique.
On va parler des données, on va parler des calculs, on va parler de tout ça, mais à la base, c'est un modèle numérique. Pierre ? Comment tu peux enrichir la définition ?
C'est une question qui revient souvent, le jumeau numérique. Tu as eu raison de le dire, Pierre-Yves, en intro, c'est un mot qui est un peu marketing, en effet. Moi, j'aime bien dire que c'est une représentation numérique, digitale, d'un système physique. Un système physique peut être un bateau, une voiture, un mât, ce qu'on veut. Le numérique, le digital, va tenter de reproduire les phénomènes. qui peuvent intervenir dans ce système physique. Et toute la question, comme disait Sylvain, c'est de trouver les bons paramètres, trouver les bonnes entrées pour recueillir en sortie du modèle numérique les bonnes sorties qui nous intéressent. Je fais un rapide parallèle avec ce qu'on fait chez OZE. Nous, on commence toujours par faire des jumeaux numériques, donc des modélisations de systèmes physiques pour comprendre, pour savoir comment le système fonctionne, quels sont... les principaux challenges, les principales contraintes qui sont liées à ce système, avant de mettre ça dans les mains de nos mathématiciens, qui vont faire des maths appliquées, qui vont faire des algos, et qui vont essayer de résoudre ce problème. Et donc on a toujours besoin de cette première étape de physique. Tu disais qu'il y avait plein d'ingé chez VPLP, ça ne m'étonne pas, on a besoin de comprendre la physique avant de pouvoir résoudre mathématiquement le problème. Et donc cette étape de physique, c'est la construction du jumeau numérique.
Très bien, Xavier ? Ce n'est pas évident de passer en dernier. Je pense que déjà, avec le début de tour de table, on a plutôt bien exploré le sujet. Tu vois, moi, j'aime bien la... la définition assez succincte de dire que c'est une copie numérique d'un système réel. Et après, copie numérique, il peut y en avoir de plein de types différents pour un seul et même système, en ayant plutôt un focus performance, plutôt un focus chaîne énergétique, plutôt un focus structure. Et en fait, des jumeaux numériques, il y en a partout dans l'industrie. On en parle beaucoup dans notre écosystème à nous récemment, mais c'est un terme marketing qui est omniprésent dans d'autres industries et dans des... dans des chaînes de conception très différentes, avec des axes plutôt très énergétiques, même production, chaînes de production, etc. Il y a des jumeaux numériques de tout un tas de procédés finalement. C'est vraiment répliquer un système réel de façon numérique sur un ordinateur.
C'est la modélisation numérique d'un système qui existe dans la vraie vie. Alors pourquoi on parle de jumeaux numériques ? Je m'arrête un tout petit instant sur ce côté marketing que vous avez soulevé, Pierre. Pierre-Xavier, pourquoi ce terme-là, la modélisation numérique, ça existe depuis quelques années. Pourquoi est-ce que le terme jumeau numérique est un petit peu à la mode et est presque plus utilisé aujourd'hui que celui de modélisation numérique ? Je vais peut-être répondre à ça.
J'ai peut-être un élément de réponse. Le jumeau numérique, tel qu'il est compris, est censé te permettre... d'obtenir des réponses et d'aller prédire des comportements du système. Si tu ne peux pas faire ça numériquement, tu vas être obligé de le faire physiquement, donc tu vas faire des essais, des tests, un bateau de course, un navire de commerce. C'est compliqué avant qu'il soit mis à l'eau de faire des tests. Tu n'as pas forcément envie d'aller casser des pièces pour aller tester leurs limites à rupture ou leur propriété d'élasticité, etc. Donc il y a un espèce de doux rêve dans les cabinets, dans les bureaux d'études. et toujours, de numériser un maximum pour aller tester le moins possible, parce que ça coûte beaucoup moins cher. Et le fait que les puissances de calcul augmentent énormément chaque année, que les moyens de calcul se soient énormément déployés ces dernières décennies, fait qu'on a l'impression qu'on va pouvoir toucher du doigt cette possibilité de faire ce jumeau numérique qui serait, dans l'idéal, dans le monde parfait, un système numérique capable de répliquer.
j'aime bien ce mot de Xavier de répliquer le système réel on n'y est pas au point d'être un jumeau du système réel on est en train dans l'idéal d'être un jumeau effectivement on voit qu'avec toutes
les puissances de calcul comme disait Pierre mais les technos qu'on a maintenant on arrive à se rapprocher de plus en plus du comportement en numérique du comportement réel Alors après, particulièrement sur une modélisation 3D, aujourd'hui, on sait faire des scans 3D, on en fait ensuite un modèle numérique. Je n'en connais pas. Voilà, et qui est hyper ressemblant de la réalité. Donc effectivement, rien qu'en modélisation 3D, on s'approche vraiment du jumeau. Après, effectivement, sur le comportement, on a envie d'y tendre aussi.
Effectivement, c'est menti que je pense qu'il se cache entre ces deux termes. Un modèle, par définition, c'est faux. un modèle physique est faux, on s'approche le plus possible, mais ça reste une... Dans ce terme modèle, en science, c'est faux. Un jumeau, le terme implique intrinsèquement une copie parfaite. Je pense que c'est un peu ça qui fait la différenciation, comme l'évoquait Pierre, avec les moyens de calcul qui augmentent, la capacité de modélisation qui augmente et la précision des modèles qui augmente. On a ce doux rêve de dire qu'on crée non plus un modèle, mais un jumeau. C'est ça, je pense, qui se trame derrière toute cette évolution. Même si, effectivement, ça reste quand même un vœu pieux, mais disons qu'on y travaille.
Très bien. Dans un autre temps, j'aimerais que vous nous expliquiez comment est-ce que... Alors d'abord, si les jumeaux numériques sont applicables dans vos secteurs respectifs à peu près à tous les modèles réels, est-ce qu'on peut faire un bateau en entier est-ce qu'on fait des parties d'un bateau est-ce qu'on fait des parties d'ingréments à quoi ça s'applique, quel est le champ d'application est-ce qu'il est total ou est-ce que ça fonctionne bien et très très bien que dans un certain nombre de cas et est-ce qu'on priorise les cas où ça s'utilise, ça c'est la première chose et ensuite du coup peut-être pour l'illustrer est-ce que vous pouvez nous donner des exemples très très concrets cet outil-là il peut s'appliquer dans la conception... et ensuite même l'utilisation d'un bateau à voile, que ce soit un bateau de course ou un bateau de transport maritime propulsé par le vent, est-ce que ça peut s'appliquer à l'ensemble du bateau, que à certaines parties, et comment on fait ces choses-là ? Et donc si vous avez quelques exemples pour illustrer ça, ça serait vraiment parfait. Je pense que le flux des bêtes, on va faire plusieurs fois le tour, parce que vous avez tous plein d'exemples, mais je ne sais pas lequel de vous trois veut commencer avec un exemple. Précis d'ailleurs, vous avez tous des exemples assez différents. Vas-y Sylvain, je sens que...
J'avais commencé un petit peu à en parler tout à l'heure, mais effectivement, le jumeau numérique est au cœur de notre système. Quand on fait un système comme sur Canopée, qui permet de faire la navigation sur les cartes marines, de faire l'optimisation de la route avec le routage, et ensuite le suivi de la route avec l'autopilote, le jumeau numérique, ce modèle de performance, il est au cœur du système. Parce que quand on calcule la route, forcément, on a ce modèle de performance, on va choisir la meilleure route en fonction des vagues, du vent, des contraintes opérationnelles et du modèle de consommation du navire. Et quand on le pilote, pareil, on va chercher les meilleurs points d'équilibre du système. Et alors, pour se nourrir ce jumeau numérique, on a besoin de différents modèles. Le modèle de résistance à l'avancement, le modèle de résistance à jeter sur roue, le modèle de fartage, le modèle de... de pousser des voiles quand il y en a, de la chaîne propulsive, et on fait cet assemblage de tous ces modèles pour créer ce jumeau numérique, ce modèle de performance, in fine.
Donc là, en l'occurrence, pour répondre à ma question, tu fais travailler ensemble plusieurs modèles numériques, plusieurs modèles de simulation numérique, ensemble, sur toute la chaîne que tu viens d'évoquer, pour proposer une utilisation finale un peu plus globale. Je résume avec mes mots.
Oui, c'est ça. Tous les modèles, on va les assembler, on va résoudre une équation d'équilibre. Et en résolvant cette équation d'équilibre, on va trouver plein de points de fonctionnement qui vont créer cette matrice de points d'opération qui sera notre modèle de performance.
Et à la sortie, ça donne un outil d'utilisation pour les gens sur le bateau ?
C'est leur autopilote, c'est leur routeur, c'est leur outil de navigation.
C'est tout l'outil de navigation quand ça marche. Pierre ?
J'ai un exemple complémentaire qui me vient à l'esprit. Je vais faire un peu de pub pour des amis de l'Orientat, des FIRABORÉ, qui sont partiellement amateurs de canopées, dont vous avez parlé. Le projet MERVAN, c'est un projet du premier porte-container à voile avec les LCWS, avec un carburant métanol, diesel-méthanol, avec un système de capture de carbone qui devrait être mis à l'eau en 2026-2027. D'ailleurs il y a un bel article de Thibaut Teilhard ce matin dans Le Marin, je fais encore un peu de pub à ce sujet. Dans ce projet nous OZE, on est en charge de faire un logiciel d'optimisation énergétique en opération. C'est-à-dire que, à bord, pendant la nav, l'équipage veut avoir accès à un certain nombre de recommandations sur différents composants du bord. Donc ils vont être... la barre, les machines, l'hôtel load, le carbone capture système, l'aspirateur à CO2 qui est au cheminée. Et en navigation...
Juste pour bien expliquer, le carbone capture système, il rentre dans l'équation énergétique parce qu'il est très consommateur d'énergie. Tout le monde n'est pas spécialiste. Moi, je le sais parce que tu me l'as expliqué, mais c'est un paramètre de cette équation-là parce qu'il est très consommateur.
Exactement, et comme disait Sylvain, il y a une équation générale qu'on va essayer d'optimiser, c'est-à-dire je veux faire tel trajet de A à B en minimisant mes coûts ou en minimisant mes émissions, en minimisant ma consommation, et pour arriver à cette optimisation, à trouver ce point d'optimum, c'est-à-dire j'ai navigué de telle manière en utilisant du routage, en minimisant la conso sur telle machine à tel moment, en utilisant le carbone capture système entre tel point et tel point, donc toutes ces manœuvres et toutes ces opérations en navigation, Elles sont identifiées, calculées par un système numérique, qui est le jumeau. Le jumeau a nécessairement besoin de se baser sur plein de modélisations différentes du carbon capture system dont tu viens de parler, en s'appuyant sur le modèle navire que Sylvain a détaillé, avec le modèle de consommation, avec le comportement du navire, avec la contribution des ailes, les interactions des ailes entre elles, etc. Une modélisation des moteurs. Le fait est qu'on ne peut pas modéliser parfaitement, aux petits oignons pour reprendre l'expression de tout à l'heure, chacun de ses composants. On ne peut pas aller dans une modélisation extrêmement fine, aussi fine que Vartila le ferait par exemple des moteurs. Ça prendra énormément de temps à calculer à chaque fois qu'on veut refaire une route et qu'on relance un routage. ça prendrait 10 minutes et l'équipage ne veut pas. Donc on est obligé de passer par une étape qui s'appelle des modèles réduits. Et donc l'enjeu de l'ingénieur va être systématiquement de trouver le meilleur niveau de modélisation mais qui permettra d'arriver au juste besoin. Avoir un niveau de modélisation qui soit suffisant mais qui soit le moins gourmand possible en temps de calcul. Et donc ça va nécessiter l'assemblage de toutes ces briques différentes, indépendantes, mais qu'on met ensemble. dans la logique d'optimisation globale d'une navire. Parce qu'en fin de compte, le client final, que ce soit l'armateur ou la fretteur, veut réduire quelque chose, des coûts, des émissions, mais il s'en fiche de la manière dont on l'a fait, il veut juste que, à la fin, ses OPEC soient réduits.
Et surtout, il veut l'outil qui lui permette de faire ça. On reviendra un petit peu sur le transport maritime et le fait que la... l'arrivée de la propulsion vélique dans le transport maritime et les contraintes réglementaires de plus en plus importantes font que les équations se complexifient et donc du coup, il faut utiliser de plus en plus de simulations juste avant. Xavier, pour parler un petit peu moins de transport maritime et du coup un peu plus de course large, même si vous êtes chef du transport maritime chez VPLP, vous, cet outil-là de modélisation numérique, il est maintenant utilisé de manière très commune. Alors, est-ce que tu peux nous expliquer un petit peu justement comment vous l'utilisez ? Et surtout, bien nous raconter comment aujourd'hui, même si vous avez un simulateur qui s'appelle SID, qui est pour le coup un très gros modèle numérique, comment vous travaillez et surtout comment vous travaillez de manière un peu fine sur certains paramètres du bateau, certaines parties des bateaux que vous dessinez ?
Oui, alors déjà, je pense que c'est important de plutôt… de ramener ça au pluriel. En fait, jumeau numérique, je mettrais un X d'abord et un S ensuite. Tu as parlé de CID, effectivement, c'est un jumeau numérique qu'on utilise et on va essayer d'utiliser des modèles différents suivant les questions qu'on se pose, je pense que ça a déjà été évoqué, et suivant qu'on s'intéresse à prédire le comportement dynamique et l'aspect performance d'un navire, effectivement, c'est CID qu'on va utiliser. CID dans un cadre de temps réel, c'est-à-dire si on a des contraintes. de simulation en temps réel, et effectivement on utilise ce simulateur-là, qui nous semble être un juste compromis entre précision et temps de calcul pour avoir une réponse temps réel et donc une interaction possible avec l'utilisateur. Donc là on essaye de modéliser toutes les physiques qui s'appliquent sur un bateau dans un niveau de modélisation le plus avancé possible, donc tous les aspects hydrodynamiques des coques, des appendices, l'aéro, des systèmes de contrôle. pouvoir également pluguer, et c'est là où c'est rigolo, parce que c'est un mix entre jumeaux numériques et systèmes physiques, mais on s'autorise aussi à pluguer des systèmes réels sur le simulateur, pour venir finalement hybrider la simulation, et avoir des systèmes vraiment réels, physiques, qui sont le plus proche possible, voire quasiment exactement identiques à la vraie vie, comme par exemple des pilotes auto, on vient brancher une boîte d'un pilote auto, d'un fournisseur, de vraiment le hardware dans la boucle de simulation. Donc ça c'est un exemple. de jumeaux numériques. Et pour le côté pluriel, il y en a d'autres. Si on s'intéresse à de la performance statique et de l'optimisation de performance, on est plus du côté des VPP, qui sont un acronyme bien connu aussi, mais qui reste un jumeau numérique extrêmement employé aujourd'hui. Là, l'objectif, c'est de comparer un grand nombre de configurations et optimiser les réglages. Il y a aussi tous les jumeaux numériques d'un point de vue structure, qui peuvent être couplés aussi aux modèles de performance. Finalement, comprendre la déformée d'une structure. et comment ça impacte la performance d'un bateau, c'est au cœur des problématiques de poursuites larges, notamment pour les appendices, où cet aspect-là est vraiment fondamental, pour les plateformes aussi. Donc on voit qu'en fait, il y a tout un tas de modélisations possibles. Et comme tu l'as rappelé, effectivement, ces modèles-là, et notamment CIDE, aujourd'hui sont au cœur de l'activité d'Architecte Naval, pour tester. En fait, c'est un peu notre maquette, c'est nos maquettes, on teste des maquettes, on évalue des maquettes. sans les casser, sans avoir le temps de production, et on compare. On fait de l'analyse de données, on fait, virtuellement, on fait naviguer des transats. En gros, un week-end de calcul, c'est une transat à l'air-tour, statistiquement, en termes de milles qu'on peut parcourir et qu'on y soit rencontrés. Donc, on voit qu'on peut agréger quand même pas mal de données et tester des choses en amont. C'est comme ça que c'est beaucoup employé du côté consul. Très bien.
Jusqu'à quel point on peut... on peut utiliser cet outil des jumeaux numériques de manière globale ? Parce qu'on voit bien que vous, vous travaillez tous sur des... Alors, chez le PLP, vous avez un modèle numérique un peu global qui est le simulateur au final, mais jusqu'à quel point on arrive à modéliser globalement un système réel et jusqu'à quel point... il y a une sorte de verticalisation des jumeaux numériques, c'est-à-dire que vous pouvez simuler numériquement une toute petite partie d'un système. Qu'est-ce qui est pertinent dans le bon dosage de la taille du système que vous voulez simuler ? Parce qu'on y reviendra juste un petit peu après. Il y a des coûts qui sont élevés, parce qu'il faut la puissance de calcul, et puis il y a un problème de données à l'entrée. C'est quoi la bonne... le bon dosage en matière de taille de système à signer.
J'ai l'impression, excusez-moi, je... Il n'y a pas forcément de... En tout cas, nous, on ne voit pas l'enjeu comme étant de modéliser en one shot l'entièreté du système, en tout cas en modélisation directe. L'enjeu est de choisir les effets qui sont prépondérants dans le comportement qu'on veut prédire. également choisir ce qui est calculé en direct de ce qui est calculé en amont et réinterroger par la suite. Et c'est là où on peut avoir des méthodes mixtes entre de la modélisation directe avec un modèle physique qui tourne et des modèles boîte noire, métamodèle, c'est-à-dire qu'on fait en amont beaucoup de calculs sur peut-être une modélisation plus avancée qui coûte beaucoup plus cher en temps de calcul, qui va prendre par exemple une semaine de calcul pour une simulation qui est in fine et va prendre une minute. N'empêche, cette semaine-là, on la met... On en fait une représentation mathématique, on la représente comme une boîte noire qui, elle, est pluguée dans l'environnement de simulation globale. C'est cet assemblage de différents types de modélisation qui permet d'élargir le spectre de ce qui est représenté, mais pas forcément tout d'un coup au sein de la même boucle de simulation. Sylvain et Pierre, vas-y.
Pierre, en premier, vas-y.
Je peux peut-être essayer de compléter. Il y a un mot qui a été employé tout à l'heure, la donnée. Je crois que c'est Xavier qui l'a employé. Il faut rester très humble avec un jumeau numérique parce que je ne sais plus qui disait qu'un jumeau numérique est toujours imparfait.
Évidemment,
une modélisation physique, par exemple une modélisation numérique, ça a toujours ses limites, toujours les points sur lesquels on n'est pas sûr, des zones du domaine de vol dans lesquelles on pense que le modèle est moins précis. Il y a un deuxième game changer, je pense, après la puissance de calcul dont on parlait tout à l'heure, c'est la prise de conscience que la donnée est utilisable et peut être valorisée intelligemment. C'est compliqué de mettre des capteurs, on le sait tous, c'est cher, il faut les maintenir, il faut les calibrer, il faut savoir le bon endroit où les mettre. N'empêche que dès qu'on a des capteurs, on a des données et c'est toujours très intéressant. Et tous les jumeaux numériques qu'on utilise, systématiquement, dans la mesure du possible, on pousse le client à instrumenter l'asset qu'il a, que ce soit un bateau, un navire, etc., pour recueillir de la donnée, pour aller alimenter le jumeau numérique, si on peut l'appeler comme ça. Donc en fait, le système qui évolue au cours de la vie du système physique et qui va s'enrichir, qui va se préciser petit à petit. Et donc, en faisant ça, on essaie de converger vers, pour le coup, une hygiémérité parfaite entre le jumeau et le système physique. Et ça, cet accès à la donnée, il est... Ce sont des nouveaux métiers, ce sont des méthodes qui évoluent en permanence, mais c'est une source d'informations hyper intéressante, hyper riche, et qui est possible aujourd'hui, encore une fois, avec les moyens d'analyse qu'on a à disposition.
Oui, et pour compléter, effectivement, il y a un peu deux phases, il y a le pré-design et puis après la vie du navire. Effectivement, pendant la vie du navire, on a accès à toute cette donnée, et on peut du coup recaler, on parle beaucoup de recalage. le recalage du jumeau numérique en analysant toutes les données de navigation des navires. Et je dirais qu'aussi pendant la phase de design, le driver, c'est un peu le coup. Effectivement, tu as dit que les méthodes de calcul, certaines pouvaient coûter très cher. Et quand on entend Xavier qui dit, une minute de simulation va prendre une semaine, on imagine bien que cette semaine de calcul, elle a un coût. Donc c'est aussi ça, un des drivers, c'est ce que le client, où est-ce que le client va pouvoir... Placer son curseur en termes de budget pour la modélisation et la fidélité qu'il veut atteindre dans la modélisation de son système.
l'enjeu des vas-y pardon je t'ai coupé Sylvain non mais j'allais dire effectivement un autre exemple là où on connait aussi un peu des limites aujourd'hui c'est sur la résistance ajoutée sur houle la résistance qui va le connaître le navire à l'avancement dans la houle et ça il y a différentes méthodes qui existent et aujourd'hui on est obligé de passer par des sous-prétenances parfois avec des instituts comme le marine aux Pays-Bas et des prestations qui coûtent quand même assez cher et après là La méthode au-dessus, ce serait de la CFD, mais là, ça serait encore plus cher. Et on parle parfois en mois de calcul. Et donc, c'est vraiment ça. On peut aller loin dans la fidélité, mais il faut avoir le budget qui va bien.
Et forcément, la quête vers la démunité parfaite, elle a un coût. Et c'est aussi pour ça qu'il n'y a pas forcément d'intérêt à aller au bout de cette quête. Sur l'enjeu des données, il faut peut-être s'arrêter un tout petit peu dessus. C'est-à-dire que c'est notamment dans la course que les bateaux, notamment les foils ou les mâts ou même les tueurs des bateaux, sont de plus en plus instrumentés. Mais il faut aussi que ces données soient rafraîchies régulièrement, qu'elles soient de qualité. Et ça, aujourd'hui, pour que le fonctionnement et l'utilisation pertinente d'un géomètre numérique soient efficaces, il faut non seulement que l'équation ou l'actualité algorithme qui va cruncher les données soit bon, mais aussi que les données à l'entrée soient de qualité. Juste si on peut s'arrêter un petit peu là-dessus. Et du coup, c'est une boucle un petit peu permanente de nutrition du modèle avec de la donnée. Xavier ?
Oui, effectivement, il y a plein de méthodes possibles de mise en données et de création des modèles. Je pense que dans la majorité des cas, aujourd'hui, en tout cas dans ce qu'on fait, ça part de modèle physique. Au début, le jumeau est disjoint du système réel. Et effectivement, plus le temps passe, plus on montre la livraison d'un jumeau numérique pour un système et son état trois ans plus tard en travaillant en lien avec l'opération de ce système, par exemple la navigation d'un bateau de course. L'utilisation des données du bord nous permet petit à petit de recaler et d'augmenter la précision de certains modèles. Effectivement, la quantité de données qu'on reçoit et leur qualité nous permet d'aller analyser tout un tas de paramètres, d'équilibres généraux, de contraintes dans des systèmes pour aller éventuellement affecter l'un ou l'autre des modèles de modélisation. C'est un travail qui est long et fastidieux, ardu. Surtout quand on a des systèmes de modélisation, j'allais dire PhilX-based, quand c'est basé sur des modèles physiques, tu ne viens pas toucher directement une loi de physique. Donc il faut trouver les... On parlait tout à l'heure de modèles réduits aussi, c'est une méthode qui permet d'aller affecter certains paramètres de modélisation sans changer la physique qui est derrière. C'est plutôt travailler sur des inputs, travailler sur des mises en données qui permettent de reproduire un comportement mesuré.
J'ai peut-être un exemple. L'illustratif de cette question de Pierre-Yves sur la manière d'utiliser la donnée, la manière d'utiliser la donnée est primordiale évidemment. On a l'habitude de faire ça, nous chez OZE, les clients viennent, par exemple je pense à des projets dans l'industrie offshore, les clients viennent avec beaucoup de données sans savoir vraiment si elles sont fiables, sans savoir vraiment à quoi elles pourraient leur servir. Et donc nous on va l'analyser. Mais comme on n'a pas la science infuse et que nous ne sommes pas les experts justement de l'industrie offshore, dans ce cas présent, de leur métier, c'est eux qui ont en tête toutes les contraintes métiers, toutes les contraintes opérationnelles, toutes les subtilités d'utilisation de leur navire, etc. En fait, c'est toujours un travail conjoint. Et Xavier, d'ailleurs, j'ai en tête un projet qu'on a fait ensemble. Il faut toujours que lier le data analyst, le data scientist, qui lui sait très bien quelles sont les méthodes de maths appliquées qu'il faut faire, qu'il faut utiliser pour faire parler les données et... utiliser la bonne action des données. Et il faut aussi l'expert, le sachant du domaine, qui lui saura te dire, alors attends, là, je sais que le capteur, la jauge des formations qu'ils ont mises dans le mât, elle n'est pas tout à fait bien placée, ou elle sous-estime cette valeur. Ce qu'on a mis dans le foil ici, ce n'est pas terrible parce que je sais que dans telle condition de navigation, l'information est erronée, ou tout ce genre de... Comment dire ? Ouais, non, d'informations enregistrées par le sachant, par l'opérateur lui-même, qui viennent compléter le travail de maths appliquée du data scientist. Et en fait, l'un ne peut pas laisser en l'autre. Le sachant, le skipper, ne va pas pouvoir analyser lui-même ses données, le data scientist ne saura pas analyser les données tout seul, puisqu'en fait, il ne sait pas tout bêtement comment fonctionne un trémant. Je pense que c'est hyper important d'avoir en tête cette dualité. On ne peut pas espérer arriver à des objectifs, une analyse parfaite, faire parler des données de manière extrêmement profitable, sans se dire qu'il faut se mettre autour de la table et s'expliquer comment ça fonctionne, en gros, les règles métiers.
Sylvain, tu voulais compléter tout à l'heure ?
Mais non, pas plus qu'effectivement, il y a un enjeu sur cette donnée. On le voit avec les premières navigations de canopées, sous-voiles, enfin sur les voiles d'abord, avec les voiles, le post-traitement qu'on fait de toute cette donnée. Là, le petit avantage qu'on a quand on fait des systèmes de navigation comme ça, on est connecté au capteur de navigation, on est connecté à la machine, au safran et tout. Donc on a pas mal de données qui remontent et on peut traiter tout ça. Et ça nous permet de réaffiner effectivement les modèles. pour les prochaines navigations.
Et là, par exemple, sur Canoplay, le rafraîchissement du modèle, entre guillemets, avec les données, il se fait en temps réel ou il se fait à intervalles réguliers ? Parce que là, on est sur un très gros bateau qui est très équipé, etc. Le rafraîchissement se fait immédiatement, en permanence ?
Il peut y avoir deux niveaux. Effectivement, il y a un rafraîchissement real-time qui est vraiment juste basé sur de la data. et en réalité ça consiste en corriger des offsets. Et après des navigations, là où on peut cumuler beaucoup de données, là on va pouvoir faire plutôt des rafraîchissements qu'on appelle physics-based, effectivement on va aller recaler les modèles physiques. Ou les modèles réduits, quand on a un modèle réduit, ou c'est une formule mathématique, on a des petits coefs sur lesquels on peut venir jouer, et on va recaler comme ça nos modèles. Et ce modèle, ce recalage plutôt physics-based, on va le faire plutôt tous les 6 mois. Après, ça demande aussi de la connectivité. Donc, soit le navire, il a ses capteurs à bord, et s'il a une très bonne connectivité, les données sont poussées sur des serveurs. Et on pourrait imaginer, toutes les semaines, tous les jours, retourner ces boucles de recalage. Mais après, tout ça, c'est un coût aussi, le coût de serveur. le stockage de la donnée, le traitement de la donnée.
Une petite question de Néophyte, est-ce qu'il arrive que l'écart entre le jumeau numérique et la réalité soit plus important que prévu ? Est-ce que la première itération, votre première projection, et la réalité, est-ce qu'il arrive qu'il y ait des écarts importants ?
Bien sûr.
Non, jamais. On a bon du premier coup. Quand on vend le meilleur jumeau numérique,
on n'a pas le droit à l'erreur.
Vas-y,
Pierre. Oui, mais je pense que Pierre...
Donc, la question est de connaître les limites de ton jumeau numérique, de ton modèle. On l'a dit plusieurs fois, un modèle, ça a des limites, ça a des zones de fonctionnement qui sont très bonnes, d'autres qui sont moins bonnes. La clé, c'est de savoir distinguer là où il est bon et là où il est moins bon. Et donc de pondérer ça. Et après, dans tes algorithmes, de dire, je fais très confiance à cette zone, ce domaine de vol, ce domaine de fonctionnement, je fais beaucoup moins confiance à cette autre partie. Parce que je sais que mon modèle est moins bon. Je pense qu'elle est là, la clé. Arriver chez un client et dire, mon modèle est parfait, et vous pouvez y aller les yeux fermés, vous n'avez même pas besoin de mettre les mains dedans, tout va se passer exactement comme vous espérez, tu peux le faire, mais... qui ne dure pas longtemps en France.
On peut rajouter à ça aussi, typiquement un exemple, c'est le fouling sur les bateaux de commerce. Alors la course au large, ils le connaissent peut-être moins parce qu'ils vont toujours être prêts à nettoyer leur coque. Mais dans le shipping, le fouling a un impact assez monstrueux sur la performance des navires in fine. C'est des choses qui sont peut-être moins bien modélisées. Elles font partie de l'équation. moins bien modélisé, du coup si le navire lui n'est pas clean comme on l'imagine dans notre modélisation, clairement on peut voir des écarts assez importants.
Tu veux dire que c'est l'encrassement de la côte ? Oui,
c'est l'exemple là. Le fait de la côte,
voilà. En termes de coûts, c'est un impact significatif puisque le bateau va beaucoup moins vite. C'est ça que tu dis.
C'est un impact significatif. et ça aurait un impact en coût s'il fallait nettoyer parce qu'il faut envoyer soit mettre le bateau à sec, soit envoyer des robots,
des plongeurs.
et l'encrassement de la carène est complexe à modéliser quoi en fonction des endroits où tu passes la chaleur de la mer et ne m'imagine pas forcément le ce type de l'état d'avis et toi je me dis que dans la voile quand un bateau casse ou qu'un mal au moins des compositions quand un bateau casse aucun aucun qu'un mac as comme ça vient d'arriver tout récemment c'est que le c'est que le limo numérique n'avait pas prévu qu'en naviguant grand voile haute et grand voile haute et sous J3 dans le T3 de Gibraltar, le man ne tient pas ? Je suis...
Ouais, alors, sur cet exemple précis, j'ai aucun...
Non, non, c'est pour dire que du coup, le man ne tient pas forcément.
Ouais, l'analyse des casques mécaniques, c'est toujours un jeu compliqué. Oui,
il y a deux paramètres hyper importants.
Et ça me fait faire le lien avec la question précédente qui était, est-ce que parfois les jumeaux sont faux ? La réponse est évidemment oui, trop souvent,
et notamment par… Est-ce qu'il peut y avoir beaucoup d'écarts entre le jumeau et le jumeau ?
Oui, il y a un enjeu d'exhaustivité dans le suivi des systèmes qu'on traite. C'est-à-dire que tu as un jumeau qui tu penses être juste un jour, et derrière le système il évolue. sur des paramètres très très très idiots, à la base de tout, par exemple un centre de gravité qui bouge parce que le bateau a des équipements qui changent, des changements structurels, une hélice qui change. On a eu des cas où on pensait être bon en propulsion sur un navire relativement simple de plaisance. Et en fait, ça vaut avoir toute une chaîne propre, faire une mise en données la plus propre possible si tu n'as pas la bonne hélice dans ton modèle. Parce qu'en fait, il y a eu un manque de communication, de transmission d'infos qui fait que tu n'as pas la dernière forme, tu es fichu. Donc pareil sur les systèmes mécaniques, tout le suivi des structures, le suivi de l'intégrité, le suivi des impacts potentiels qu'il y a pu avoir sont majeurs dans ces suivis-là. C'est assez vertigineux dans le suivi et dans le nombre de paramètres qu'il faut contrôler. dans l'histoire d'un système finalement.
Et vous arrivez justement à... Je te redonne un peu juste après, mais juste pour rester là-dessus, parce que c'est une problématique assez classique dans le dialogue entre un architecte et une équipe de course, vous arrivez quand même à avoir justement ces changements de données et même les données de navigation pour pouvoir vous recaler vos...
Oui, je pense que...
Vos liens numériques.
Justement avec ce... C'est simple. En fait, c'est presque un cercle vertueux. Le fait qu'on appelle ça un jumeau numérique maintenant, ces systèmes-là sont de plus en plus appréciés par nos interlocuteurs. Tout le monde en voit l'intérêt. Nous, en interne, bien sûr, les clients aussi dans leur usage personnel. Donc oui, tout le monde voit l'intérêt d'échanger et de communiquer pour faire en sorte de garder la gemellité parfaite le plus longtemps possible au cas de l'améliorer avec le temps. ouais ouais c'est vraiment des axes de travail je pense qu'ils ont beaucoup évolué ces dernières années on n'est plus dans le on n'est plus dans le dans le chacun chez soi quoi donc en vue de data qui avait un peu de rétention parce qu'ils étaient ils pouvaient être à partager leurs données quoi tu montres que la donnée a utilisé à bon escient et en fait quelque chose c'est ça la clé la valeur
Sylvain qui voulait terminer je voulais dire qu'effectivement un décalage entre le jumeau numérique et la réalité peut aussi venir d'un problème sur la réalité un défaut de fabrication un défaut de fonctionnement d'un moteur et finalement les jumeaux numériques sont là aussi pour ça, pour entendre de plus en plus parler de maintenance prédictive ou de baser sur du traitement de données et d'intelligence artificielle et bien ça part de là un peu aussi et c'est on arrive en quittant la donnée et en comparant ça à comment le système aura dû se comporter avec notre jumeau numérique à déceler des défauts de fonctionnement alors peut-être que finalement il y avait un défaut de fabrication dans le mât de Jitala on le saura peut-être plus tard mais enfin c'est peut-être des défauts comme ça
Et Pierre, tu voulais compléter ?
Si je peux illustrer le bénéfice que peut apporter ce genre d'analyse à l'utilisateur final sur un projet qu'on a fait. On s'est rendu compte que l'analyse des données nous a permis de suggérer aux fabricants d'aller modifier l'emplacement des capteurs qu'ils avaient initialement mis dans le composant dont on parle. Ce qui est assez intéressant parce que l'utilisateur te met à disposition des données, tu les analyses et en retour tu vas lui dire, en plus de cette analyse, je peux te faire des suggestions de design ou d'instrumentation. C'est exactement le cercle vertueux auquel tu fais référence, David. Je pense qu'à terme, on arrivera de mieux en mieux à échanger sur toutes ces connaissances métiers, cet intérêt de la donnée, cet intérêt du jumeau, du numérique, couplé au réel et à l'information réelle. Et ça devrait faire progresser tout le monde. C'est vers là qu'on tend, je pense, dans le comportement maritime et dans la course au large.
Est-ce que vous intégrez, dans les jumeaux numériques que vous concevez et que vous développez, justement, vous intégrez le fait que... la réalité n'est pas aussi pure et parfaite qu'elle ne devrait être, c'est-à-dire des erreurs de manipulation, une maintenance qui n'est pas optimale, etc. Un peu comme dans les polaires, quand on navigue et qu'on fait un routage et qu'on a une polaire, on dit, moi, là, je suis un peu claqué, je vais naviguer, faire mon routage avec une exploitation à 80% de la polaire, par exemple. Est-ce que ça se fait aussi ? Est-ce que le... Le paramètre de fonctionnement du modèle réel n'est pas aussi optimum que le modèle numérique.
Oui, effectivement, j'ai deux exemples qui me viennent en tête, très différents l'un de l'autre. D'ailleurs, on a parlé de fouling, mais ça, on le prend en compte, on le calcule. On prend en compte quand il y a une vitesse contractuelle, une puissance moteur, une puissance vélique contractuelle, on prend en compte que le bateau va opérer avec du fouling. Après, il y a différents niveaux, mais c'est tout à fait anticipé et on sait que la réalité sera imparfaite. Un deuxième exemple très lointain, c'est sur de l'optimisation de réglages et de performances. Si dans une boucle d'optimisation de performances, on trouve un super résultat, une super architecture, mais qui est très pointue, qui demande un réglage parfait et dès lors qu'on s'écarte de ce réglage-là, il n'y a aucune stabilité dans les résultats, ça manque de robustesse. Donc ça, c'est des résultats qui sont écartés, on a des méthodes pour justement vérifier la robustesse des réglages ou des architectures au sens large, pour avoir une performance homogène et qu'on ne demande pas à un système industriel d'être réglé au dixième de degré, avec des systèmes mécaniques industriels, avec des contraintes de coût importantes, ou un navigateur solitaire d'aller régler. De régler en colonne.
Je peux ajouter quelque chose sur cette intégration du paramètre du facteur humain. Nous, on a une approche en général statistique à ce sujet, c'est-à-dire qu'on va proposer des conseils en navigation aux opérateurs, en naviguant, qui sont basés sur des probabilités d'occurrence d'un phénomène. C'est-à-dire, la probabilité d'occurrence de telle dépression sur ton chemin, elle est de temps en utilisant... plusieurs modèles météo, voilà ce qui risque de t'arriver sur le nez. La probabilité que tu aies du roulis de telle sorte et qu'il y ait un risque de perdre des containers, elle est de temps. Et après, libre à toi de choisir, je vais dans cette zone ou je n'y vais pas. Et l'opérateur, lui, en fonction de son expérience, en fonction de la confiance qu'il y a dans l'équipage, va choisir s'il accepte d'aller dans une zone où le roulis risque d'avoir une probabilité supérieure à 80%, ou si au contraire, il préfère rester dans une zone. ou puisqu'il est chargé avec peut-être un chargement à trop de le rajouter, ou je ne sais rien, s'il préfère rester dans une zone où le roulis n'a que 4 chances sur 10 de se produire. Donc on apporte ces espèces de réglages, de potentiomètres dans les algos, de manière à ce que l'équipage puisse lui-même choisir, dans mes consciences, le risque qu'il prend.
Très bien. Sylvain, tu voulais compéter, je crois ? Non,
je plussois. effectivement le facteur humain il entre clairement dans l'équation in fine de l'optimisation de l'opération et de la navigation c'est quoi les vas-y vas-y si je devais rebondir ça serait peut-être sur là aussi sur les finalement les algos de routage maintenant dans la course au large la méthode la plus utilisée c'est les isochrones c'est un algorithme mono-objectif et de tout ça on a des algorithmes De plus en plus, on travaille sur des algorithmes multi-objectifs où on va finalement pouvoir prendre d'autres paramètres. en considération et typiquement le facteur humain, la fatigue du skipper serait un des paramètres à prendre en compte et après c'est l'étape d'après,
c'est l'algo de routage qui exploite le jumeau numérique de l'humain et du bateau ça veut dire qu'il faudrait des données sur l'humain et autant on met plein de capteurs sur les foils et sur les structures on commence tout de suite on commence à en avoir arrivé
Alex Thompson avait sa montre connectée voilà,
Damien Seguin va en avoir sur le Pour en avoir un petit aparté, on a animé une conférence pendant le défi Azimut où justement Daniel Seguin racontait, et avec des scientifiques qui l'accompagnaient, à quel point justement la modélisation du comportement humain allait devenir intéressante et qu'on allait pouvoir couper une polaire du skipper à la polaire du bateau. Donc dire, ok, en théorie, il fallait empanner à 4h du matin en plein milieu de ton sommeil. avec un risque important de rater ton emballage. Peut-être que si tu... À 6h du matin, tu seras plus frais et le risque de casser sera plus faible. Donc, il vaut mieux faire ton emballage un peu plus tard. Ça passera quand même. Bref, le jour où on attaque les jumeaux numériques d'humains, ça va être... Ça sera... On n'en est pas très loin. Alors, justement, je voudrais que vous nous expliquiez un petit peu c'est quoi les tendances en termes d'innovation du côté des jumeaux numériques. C'est quoi la... C'est quoi, vers quoi on tend en ce moment ? Est-ce qu'il y a des pistes de recherche qui sont très importantes, qui sont en train d'arriver ? Est-ce qu'il y a des enjeux centraux, vraiment aujourd'hui et dans les années à venir autour de cet outil-là ? Qui est-ce qui veut se jeter à l'eau le premier sur le sujet d'Aliper ?
Si vous voulez, je pense que, je vais reparler du transport maritime, parce que c'est le milieu qu'on connaît le mieux. Le transport maritime subit des réglementations, je le disais en intro, qui sont de plus en plus strictes, avec 15 ans de retard sur l'automobile. L'automobile, aujourd'hui, on parle depuis plusieurs années d'automatisation. Ça vient difficilement pour plein de questions réglementaires, etc. Néanmoins, la question d'automatisation, elle est prégnante dans le transport maritime. Et on sent que les acteurs évoluent. Il y a quelques années... Tout le monde avait un seul discours, c'était c'est un milieu très traditionnel, on est à la vieille école, ça n'arrivera jamais, le commandant il se mettra à bord, etc. Les discours évoluent, et de plus en plus, on nous demande d'aller un petit peu plus loin que du conseiller en opération, c'est-à-dire plutôt que le Google Maps qui te dit je te suggère de tourner à droite dans 2 km, mais tu fais ce que tu veux, si tu veux continuer d'aller tout droit, tu peux le faire, c'est à tes risques et périls. C'est aujourd'hui principalement ce qui existe à bord des navires, il y a très peu d'automatisation. En revanche, les cerveaux évoluent là-dessus et on nous demande de plus en plus de travailler sur ces thématiques. Je pense que l'évolution va plutôt être là. Évidemment, les conséquences, c'est des réductions d'équipage, c'est des fleet centers à terre et des commandants en retraite qui vont piloter cinq navires à distance. Il peut y avoir plein d'évolutions possibles à bord et à terre. N'empêche que ça... à plusieurs conséquences de notre côté, c'est continuer d'améliorer la maîtrise qu'on a du comportement des naïfs, donc on revient sur le thème principal du jeu monérique, et aussi avoir une robustesse, vous aviez qu'on parlait tout à l'heure de la robustesse des modèles, qui est accrue, puisqu'on ne serait plus là en tant que conseiller, mais en tant qu'acteur véritable. Et donc si ton algorithme parle lui-même et fait agir les machines, le safran, les voiles, etc., dans des boucles de contrôle-commande complètes, le risque lié à ça est plus grand que lorsque tu te contentes de faire du conseil donc c'est du contrôle commande, aujourd'hui évidemment on a un contrôle commande complet intégré je vois sans doute cela comme une innovation principale majeure à venir.
Xavier ?
C'est pas simple comme question c'est pour ça qu'on te la pose C'est pour ça qu'on est là. Évidemment, on continue à travailler, et ça, c'est sans fin, la précision des modèles et la quantité de physique qui rentre en jeu. Une même physique peut être abordée suivant différents angles, différentes précisions, donc ça, c'est constant. Repousser un peu les niveaux de modélisation et trouver les bons compromis de temps de calcul sur un usage. Un axe un petit peu plus nouveau sur lequel on travaille est la possibilité de faire des arrière-tours dans un sens comme dans l'autre entre le système réel et le système numérique. et comment mettre en place des méthodes pour vraiment avoir des flux dans un sens comme dans l'autre et transporter ton jumeau numérique à bord d'un système réel ou inversement transporter la donnée du système réel vers un jumeau numérique pour alimenter tout ça. Et ça, c'est relativement nouveau sur certains aspects dans l'approche. Je pense qu'il y a des choses hyper intéressantes à faire dans cette direction.
Très bien. Sylvain ?
Pour compléter, tout à l'heure j'ai évoqué le côté résistance ajoutée sur roule, qui est un gros axe de travail aussi. Et un autre, c'est les interactions, particulièrement sur le shipping, qui s'hybride avec la propulsion par le vent. C'est toutes ces interactions entre les superstructures et les voiles, les effets de masquage, les interactions entre les voiles elles-mêmes. Là aussi, il y a encore pas mal de travail à faire. Forcément, c'est de plus en plus possible grâce aux capacités de CFD qu'on a et des capacités de calcul. Mais il y a aussi des travaux sur la manœuvrabilité combinée des navires avec la propulsion par le vent, la propulsion mécanique. Et on voit que les bassins d'essai s'y mettent aussi en travaillant sur des setups d'essai avec du bateau, une coque et des systèmes de ventilateurs modéliser l'action des voiles, des efforts sur les voiles, dans le bassin, dans de la houle. Il y a des projets qui se montent autour de ça. Effectivement, Xavier disait que dans la course au large, on faisait un maximum de choses en numérique et via les simulateurs. Dans le shipping, on passe encore, on passe toujours par des bassins d'essai réels. Un canopé, un Eoline, leurs coques ont été testées en bassin. Ça reste toujours le... Le dernier mot, c'est les essais bassins qui viennent valider toutes les modélisations qui ont été faites au préalable.
C'est intéressant, le bassin de Karen n'est pas complètement mort. On a deux petites questions dans le chat. Il y a quelqu'un qui vous demande un exemple de jumeau numérique qui nécessite un modèle 3D. J'ai pu comprendre que le modèle 3D était lui-même un jumeau numérique, mais même relativement simple. Vous allez éclairer notre chanterne. Vous avez un exemple de jumeau numérique qui nécessite un modèle 3D.
Sinon, on parle à l'instant. Les interactions entre elles, comment est-ce que tu vas régler 6L ou 4L qui sont positionnés sur un point ? Tu peux mixer plusieurs niveaux de complexité de méthode et tu peux en particulier utiliser des méthodes 3D, de CFD. C'est l'exemple auquel je pense.
même sans apporter de résolution physique, un modèle 3D paramétré, intégré dans les systèmes et avec des liens cinématiques les uns par rapport aux autres. Pour reprendre l'exemple des ailes, une bonne partie des ailes dans le transport intime aujourd'hui ont des éléments mobiles, et tous ces éléments mobiles sont actionnés par des actuateurs. Donc il y a toute une cinématique et toutes les liaisons mécaniques à modéliser qui sont traitées juste à partir d'un modèle 3D. Quand je dis juste, c'est-à-dire qu'il n'y a pas de modèle... de mécanique des fluides, de mécanique des structures. Et ça, il y a un monde entre un petit modèle 3D où on dessine une surface et un modèle 3D paramétré avec des liaisons cinématiques.
Oui, et puis je le disais tout à l'heure, le modèle 3D est déjà un premier jumeau numérique, un premier niveau de jumeau numérique, et on ne dessine plus les bavières sur les planchers de dessin, on fait des coques en 3D. Pour la stabilité, pour les bases dynamiques, pour les calculs CFD, pour la structure.
Très bien. Une deuxième question à propos des données. Au regard de la volumétrie des données produites par les systèmes de bord, quid du edge computing pour améliorer la précision des jumeaux numériques par des traitements embarqués permanents ? Alors, qu'est-ce qui s'y colle ?
Non, je suis pas la bonne personne pour répondre parce que je pense que c'est très en lien avec des systèmes embarqués dans le transport maritime.
Que tu le mets le doigt. Non,
non, non. Plutôt que de le placer du doigt. Ah,
tu le placer du doigt.
Merci, il est 10h. Il y a un gros enjeu de connectivité, c'est Sylvain qui a mentionné ce mot tout à l'heure. Où est-ce que se fait le calcul d'optimisation ?
Est-ce qu'il se fait à terre, est-ce qu'il se fait à bord ? Quels sont les avantages et inconvénients de chaque ? Et puis il n'y a pas deux configurations en fait, il y a un tas de configurations possibles sur un spectre assez large, entre un bateau qui serait ultra connecté, et donc qui pourrait se permettre de tout faire faire à terre, et un bateau très peu connecté ou avec une connectivité très peu fiable, très peu robuste, qui devrait a priori, s'il a besoin de s'appuyer sur son logiciel d'optimisation, calculer un max de chaudes à bord. Donc là, la question, elle traite plutôt des navires qui seraient fortement connectés. Oui, c'est une idée, c'est une chose à laquelle on réfléchit. Et c'est sûr que le jour où on est capable de faire ça de manière fiable, c'est-à-dire analyser la donnée, la traiter, la cruncher, comme disait Pierre-Yves, à bord avant de l'envoyer dans un logiciel d'optimisation qui est embarqué, oui, le jour où on peut faire ça, on a gagné beaucoup de fiabilité et on repose beaucoup moins sur la connectivité. qui est liée à Starlink, qui est liée à des acteurs qu'on connaît et dont on ne sait pas comment ils peuvent réagir du jour au lendemain. En tout cas, si on fait reposer tous les chargements par exemple de CMACGM sur un acteur privé qui a ses propres intérêts, ça peut ouvrir plein de questions.
Vaste débat quasi géopolitique. Allez, une question de conclusion auquel j'avais moi-même pensé en termes de conclusion. Quelle est la place de l'intelligence artificielle dans les développements actuels ? C'est un peu tarte à la crème, mais bon, il y a quand même des données en jeu. Vous êtes ingénieur, vous n'allez pas échapper à cette question. Et on conclura avec celle-là, 10h02.
Elle a déjà sa place, si je peux commencer. Déjà, l'algorithmie, c'est déjà de l'intelligence artificielle, tout ce que l'on fait. Après, l'application de réseaux de neurones et d'autres technos font partie des outils qu'on a dans notre boîte à outils pour traiter et pour faire ces traitements de données. Avec ces gros volumes de données, forcément, on applique ces technologies-là.
Xavier ?
J'allais avoir une réponse très similaire en disant qu'on en fait déjà parce qu'on fait des régressions linéaires partout. C'est une forme de machine learning. Sinon, de façon plus générale, pour faire le lien entre des grandes volumes de données, des systèmes réels, et les intégrer dans une modélisation d'un système avec un mix de modèles physiques et de modèles boîte noire, effectivement, c'est des technologies qui sont tout à fait employées, qui ont leur place.
Pierre ?
Je ne vais rien dire très concret à ce qui a été dit. Bien sûr que l'IA a toute sa place, et c'est ce dont on vient de parler pendant une heure, sans employer le terme intelligence artificielle Il ne faut pas en avoir peur, parce qu'on n'a pas arrêté de dire qu'il y avait des limites, qu'il fallait que les concepteurs aient en tête ces limites, qu'ils sachent comment employer les outils et à quel moment. Au contraire, c'est plutôt une aide. Et pour le client final, il va y avoir... une opportunité de diminuer ses consos, ses OPEX, ses coûts d'exploitation et d'optimiser la manière dont il fait fonctionner son navire ou augmenter la perfo de son bateau de course.
Très bien. Merci à tous les trois. Il est 10h03. On a à peu près tenu le timing. Je suis désolé pour Rachel. Tu as une dernière question, mais il faut qu'on a plein de gens à libérer. Arnaud, je vais te laisser conclure.
Merci beaucoup, pour cette heure de... de réflexion et de... Vraiment, pour les ingénieurs, on a... On voit qu'avec l'arrivée des ailes, effectivement, vous voyez des systèmes Vélix sur le transport maritime, le géomérique, tout au sens. Mais je terminerai pour vous donner les prochains rendez-vous. Alors, les prochains rendez-vous qui sont le prochain Céline Café en novembre. fermé d'analyses de sécurité. La suite de la reste, la semaine prochaine, on parade les uranaires et on vous apprend des bouts de l'Eutresimforum en novembre. D'ailleurs, on vous propose d'aller visiter le Marine Research Institute, dont Sylvain a parlé tout à l'heure, en préambule du Eutresimforum. N'hésitez pas à vous rappeler si cette visite vous intéresse. Je vous remercie. Merci à vous. Merci à vous.
Merci.
Merci beaucoup.
Au revoir.
Description
Comment les jumeaux numériques de systèmes complexes peuvent tirer parti de l’utilisation de données en temps réel pour offrir de nombreux avantages dans la course au large ou le transport maritime ? Et quelles sont leurs limites ?
Avec :
Sylvain Faguet - D-ICE
Pierre Montfort - OCE Engineering
Xavier Guisnel - VPLP Design
Animation : Pierre-Yves Lautrou
Hébergé par Ausha. Visitez ausha.co/politique-de-confidentialite pour plus d'informations.
Transcription
C'est parti, bonjour à toutes et à tous, je suis Arnaud Cagvel, je travaille chez BDI, l'agence de développement économique de la région Bretagne, et je suis heureux de vous accueillir à cette sixième édition des Sailing Café. Le principe c'est de vous proposer sur une heure de partager la discussion d'experts sur un sujet précis et technique du monde de la voile. Ensuite c'est... Ce webinaire est à retrouver sur le site sailingvalley.bzh avec les replays et les liens vers les podcasts. Aujourd'hui, on va élargir un peu le sujet puisqu'on parlera des jumeaux numériques et sans doute un peu de transport maritime. On a invité, et je les remercie, des représentants des sociétés aux ingénieries VPLP et D-ICE. Et comme presque à l'accoutumée, je vais passer la parole à Pierre-Yves Lautron qui va... nous animer cette heure de rendez-vous aux petits oignons comme d'habitude. Pierre-Yves, je te laisse la parole et merci à tous.
Merci Arnaud, je vais essayer d'animer ça aux petits oignons, c'est pas tout à fait l'heure des petits oignons, mais bon, on va faire avec ça. Merci Arnaud, je vous propose de rentrer assez rapidement dans le vif du sujet, parce qu'autour de la table, comme tu disais, on a les représentants de trois sociétés qui... Je ne sais pas si c'est le terme qui convient, qui élève des jumeaux numériques. Vous allez me dire si le terme vous plaît ou pas. Ce que je vous propose, c'est de faire un petit tour de présentation à la fois de qui vous êtes, que ce soit Sylvain Fayet chez The Ice, Pierre Monfort chez Oz Engineering et Xavier Guinel chez VPLP, à la fois un petit peu ce que vous faites dans l'entreprise et surtout ce que fait votre entreprise, quelles sont leurs spécialités. Et puis après, on attaquera le... Le vif du sujet et on parlera de ces fameux jumeaux. On va commencer par Sylvain, c'est celui qui est dans l'ordre de gauche à droite sur mon écran. Donc Sylvain, à toi.
Bonjour à tous, Sylvain Faguet, je suis le directeur commercial de The Ice. Directeur commercial, ma tâche c'est d'aller vendre nos produits, nos systèmes et nos services. Et chez The Ice, on développe, parce que vous voyez derrière moi, des systèmes de navigation, de pilotage, d'optimisation de la navigation et des opérations. particulièrement pour le secteur maritime et offshore. Donc, le plus gros succès, là, ça a été le système installé en passerelle de Canopée et bientôt à bord de Neoline aussi.
Canopée et Neoline qui sont deux bateaux à propulsion vélique et je pense qu'on reparlera de Canopée avec Xavier Guinel parce que c'est un plan VPLP, le premier roulier dessiné par un cabalier architecte qui faisait des bateaux à voile jusque-là. Juste... et je vais préciser Sylvain que Diaz a un peu connu des gens qui font du bateau à voile de compétition parce que c'est vous qui avez repris ou racheté Squid l'activité de Squid qui est une app de logiciel pour faire de l'analyse météo et un petit peu de route exactement tout à fait qui est encore embarqué sur beaucoup de bateaux pour télécharger des fichiers météo juste à la droite de Sylvain Pierre Monfort chez OZ Engineering Pierre c'est à toi
Bonjour à tous, merci Arnaud, merci Pierre-Yves, merci BDI pour l'opportunité de discuter de tout ça ce matin. Pierre Montfort, je suis architecte naval de formation et je dirige la BU Performance Navire chez OZ Engineering. OZ Engineering, on fait compte d'un centre d'expertise qui va développer des outils digitaux, donc logiciels, algorithmes, au service du milieu maritime. Et donc on va aller à chaque fois chercher... à développer des outils custom, tailor-made, pour des petits problèmes particuliers que peuvent avoir nos clients. Et c'est à ce titre qu'on est ici aujourd'hui. On travaille un petit peu dans la course au large, mais ce n'est pas du tout la plus grosse partie de notre activité. Notre activité principale, c'est le secteur maritime et le transport maritime, avec toutes les contraintes nouvelles qui grandissent de nouveau en nouveau. Et j'en profite, notre actionnaire unique et principal, enfin unique, pardon, c'est GTT, Gaz Transport Technique Gaze. que certains connaissent peut-être, c'est le spécialiste de la conception de systèmes de containment de gaz, en particulier le gaz liquide LNG, qu'on connaît bien maintenant depuis quelques années, parce qu'il a un peu défrayé la chronique, et ce qui nous permet d'avoir accès à beaucoup d'expertises maritimes. Très bien,
merci Pierre. Et tout au bout de la table, Xavier Guinel chez VPLP. qui, comme on ne le sait pas forcément, mais on commence à bien le savoir, est une boîte où il y a presque autant d'ingénieurs, sinon presque plus d'ingénieurs que d'architectes navals, je crois, maintenant chez VPLP, ou quasiment 50-50.
Ouais, pas tout à fait. Pas tout à fait.
Ça ne s'en réparait.
Non, non, non, c'est pas le sens de la marge. Bonjour à tous, vous avez Guinel, moi je coordonne l'ingénierie chez VPLP. Donc VPLP, on est un cabinet d'architecture navale, on est présent sur différents secteurs, trois principalement, que sont la course, la plaisance. avec des pâteaux de série et des one-off, et le transport maritime, comme tu l'as évoqué, Pierre-Yves, depuis quelques années, avec ce projet qui a été fondateur pour nous, qui a été canopé. Et à ce titre, pour ces trois activités-là, on développe différentes activités en ingénierie, dont toute une petite panoplie de jumeaux numériques, et je pense que ce sera le sujet ce matin.
Exactement, et on va préciser que c'est le monde... l'architecture navale et l'ingénierie navale est un petit monde et vous connaissez tous les trois, il y a même des collaborations entre certaines de vos entreprises et vous pouvez travailler même sur des projets en commun. Je suis journaliste, donc je vais faire le job de base qui est de définir ce que c'est qu'un jumeau numérique. Moi j'étais un petit peu inquiet au début quand j'ai vu le sujet, j'étais assez rassuré et je crois que c'est en préparant ce webinaire avec Xavier qu'on a qu'on a trouvé le bon terme. Je crois qu'en discutant avec vous, on dit que le terme est nouveau, mais la pratique est ancienne. Je suis assez content d'avoir trouvé ce pitch qui résume assez bien le truc. Donc, je vais vous demander à chacun à votre tour de faire l'exercice de la définition de ce qu'est un jumeau numérique ou des jumeaux numériques. On les conjugue forcément au pluriel. Et puis, après, on rentrera dans le... Dans le vif du sujet, je pense que c'est déjà le vif du sujet, mais est-ce que chacun à votre tour, vous pouvez un petit peu nous donner votre définition de ce que c'est ou ce que sont les jumeaux numériques ? On reprend la mode, on commence par Sylvain.
Chez DS, le jumeau numérique, c'est vraiment un modèle de performance du navire, de comportement du navire. Tous les systèmes qu'on met à bord des navires, on s'appuie sur des jumeaux numériques parce qu'on a besoin de comprendre comment va se comporter le navire sur l'eau, dans les vagues, soumis au vent. Quand on fait des autopilotes, on fait du model-based control, donc c'est du contrôle basé modèle, ce qui nous permet d'être plus fin dans le pilotage. Et pareil, quand on fait du routage météo, on s'appuie sur un modèle de performance du navire. Donc pour nous, c'est vraiment un modèle de performance qui peut être une matrice avec plusieurs dimensions, parce qu'on va pouvoir prendre en entrée plein de paramètres différents. La puissance consommée par le navire, quand on parle de navire de commerce hybridé par le vent, elle va dépendre de... à la fois de la vitesse cible qu'on veut atteindre, mais de la force du vent, de la direction du vent, de la hauteur des vagues, de la direction des vagues, et potentiellement de la température extérieure, de la température de l'eau, de plein de différents paramètres. Donc c'est un assemblage de différents modèles. Après, on peut aller encore plus dans le détail sur chacune des briques qui font ce jumeau numérique.
On va parler des données, on va parler des calculs, on va parler de tout ça, mais à la base, c'est un modèle numérique. Pierre ? Comment tu peux enrichir la définition ?
C'est une question qui revient souvent, le jumeau numérique. Tu as eu raison de le dire, Pierre-Yves, en intro, c'est un mot qui est un peu marketing, en effet. Moi, j'aime bien dire que c'est une représentation numérique, digitale, d'un système physique. Un système physique peut être un bateau, une voiture, un mât, ce qu'on veut. Le numérique, le digital, va tenter de reproduire les phénomènes. qui peuvent intervenir dans ce système physique. Et toute la question, comme disait Sylvain, c'est de trouver les bons paramètres, trouver les bonnes entrées pour recueillir en sortie du modèle numérique les bonnes sorties qui nous intéressent. Je fais un rapide parallèle avec ce qu'on fait chez OZE. Nous, on commence toujours par faire des jumeaux numériques, donc des modélisations de systèmes physiques pour comprendre, pour savoir comment le système fonctionne, quels sont... les principaux challenges, les principales contraintes qui sont liées à ce système, avant de mettre ça dans les mains de nos mathématiciens, qui vont faire des maths appliquées, qui vont faire des algos, et qui vont essayer de résoudre ce problème. Et donc on a toujours besoin de cette première étape de physique. Tu disais qu'il y avait plein d'ingé chez VPLP, ça ne m'étonne pas, on a besoin de comprendre la physique avant de pouvoir résoudre mathématiquement le problème. Et donc cette étape de physique, c'est la construction du jumeau numérique.
Très bien, Xavier ? Ce n'est pas évident de passer en dernier. Je pense que déjà, avec le début de tour de table, on a plutôt bien exploré le sujet. Tu vois, moi, j'aime bien la... la définition assez succincte de dire que c'est une copie numérique d'un système réel. Et après, copie numérique, il peut y en avoir de plein de types différents pour un seul et même système, en ayant plutôt un focus performance, plutôt un focus chaîne énergétique, plutôt un focus structure. Et en fait, des jumeaux numériques, il y en a partout dans l'industrie. On en parle beaucoup dans notre écosystème à nous récemment, mais c'est un terme marketing qui est omniprésent dans d'autres industries et dans des... dans des chaînes de conception très différentes, avec des axes plutôt très énergétiques, même production, chaînes de production, etc. Il y a des jumeaux numériques de tout un tas de procédés finalement. C'est vraiment répliquer un système réel de façon numérique sur un ordinateur.
C'est la modélisation numérique d'un système qui existe dans la vraie vie. Alors pourquoi on parle de jumeaux numériques ? Je m'arrête un tout petit instant sur ce côté marketing que vous avez soulevé, Pierre. Pierre-Xavier, pourquoi ce terme-là, la modélisation numérique, ça existe depuis quelques années. Pourquoi est-ce que le terme jumeau numérique est un petit peu à la mode et est presque plus utilisé aujourd'hui que celui de modélisation numérique ? Je vais peut-être répondre à ça.
J'ai peut-être un élément de réponse. Le jumeau numérique, tel qu'il est compris, est censé te permettre... d'obtenir des réponses et d'aller prédire des comportements du système. Si tu ne peux pas faire ça numériquement, tu vas être obligé de le faire physiquement, donc tu vas faire des essais, des tests, un bateau de course, un navire de commerce. C'est compliqué avant qu'il soit mis à l'eau de faire des tests. Tu n'as pas forcément envie d'aller casser des pièces pour aller tester leurs limites à rupture ou leur propriété d'élasticité, etc. Donc il y a un espèce de doux rêve dans les cabinets, dans les bureaux d'études. et toujours, de numériser un maximum pour aller tester le moins possible, parce que ça coûte beaucoup moins cher. Et le fait que les puissances de calcul augmentent énormément chaque année, que les moyens de calcul se soient énormément déployés ces dernières décennies, fait qu'on a l'impression qu'on va pouvoir toucher du doigt cette possibilité de faire ce jumeau numérique qui serait, dans l'idéal, dans le monde parfait, un système numérique capable de répliquer.
j'aime bien ce mot de Xavier de répliquer le système réel on n'y est pas au point d'être un jumeau du système réel on est en train dans l'idéal d'être un jumeau effectivement on voit qu'avec toutes
les puissances de calcul comme disait Pierre mais les technos qu'on a maintenant on arrive à se rapprocher de plus en plus du comportement en numérique du comportement réel Alors après, particulièrement sur une modélisation 3D, aujourd'hui, on sait faire des scans 3D, on en fait ensuite un modèle numérique. Je n'en connais pas. Voilà, et qui est hyper ressemblant de la réalité. Donc effectivement, rien qu'en modélisation 3D, on s'approche vraiment du jumeau. Après, effectivement, sur le comportement, on a envie d'y tendre aussi.
Effectivement, c'est menti que je pense qu'il se cache entre ces deux termes. Un modèle, par définition, c'est faux. un modèle physique est faux, on s'approche le plus possible, mais ça reste une... Dans ce terme modèle, en science, c'est faux. Un jumeau, le terme implique intrinsèquement une copie parfaite. Je pense que c'est un peu ça qui fait la différenciation, comme l'évoquait Pierre, avec les moyens de calcul qui augmentent, la capacité de modélisation qui augmente et la précision des modèles qui augmente. On a ce doux rêve de dire qu'on crée non plus un modèle, mais un jumeau. C'est ça, je pense, qui se trame derrière toute cette évolution. Même si, effectivement, ça reste quand même un vœu pieux, mais disons qu'on y travaille.
Très bien. Dans un autre temps, j'aimerais que vous nous expliquiez comment est-ce que... Alors d'abord, si les jumeaux numériques sont applicables dans vos secteurs respectifs à peu près à tous les modèles réels, est-ce qu'on peut faire un bateau en entier est-ce qu'on fait des parties d'un bateau est-ce qu'on fait des parties d'ingréments à quoi ça s'applique, quel est le champ d'application est-ce qu'il est total ou est-ce que ça fonctionne bien et très très bien que dans un certain nombre de cas et est-ce qu'on priorise les cas où ça s'utilise, ça c'est la première chose et ensuite du coup peut-être pour l'illustrer est-ce que vous pouvez nous donner des exemples très très concrets cet outil-là il peut s'appliquer dans la conception... et ensuite même l'utilisation d'un bateau à voile, que ce soit un bateau de course ou un bateau de transport maritime propulsé par le vent, est-ce que ça peut s'appliquer à l'ensemble du bateau, que à certaines parties, et comment on fait ces choses-là ? Et donc si vous avez quelques exemples pour illustrer ça, ça serait vraiment parfait. Je pense que le flux des bêtes, on va faire plusieurs fois le tour, parce que vous avez tous plein d'exemples, mais je ne sais pas lequel de vous trois veut commencer avec un exemple. Précis d'ailleurs, vous avez tous des exemples assez différents. Vas-y Sylvain, je sens que...
J'avais commencé un petit peu à en parler tout à l'heure, mais effectivement, le jumeau numérique est au cœur de notre système. Quand on fait un système comme sur Canopée, qui permet de faire la navigation sur les cartes marines, de faire l'optimisation de la route avec le routage, et ensuite le suivi de la route avec l'autopilote, le jumeau numérique, ce modèle de performance, il est au cœur du système. Parce que quand on calcule la route, forcément, on a ce modèle de performance, on va choisir la meilleure route en fonction des vagues, du vent, des contraintes opérationnelles et du modèle de consommation du navire. Et quand on le pilote, pareil, on va chercher les meilleurs points d'équilibre du système. Et alors, pour se nourrir ce jumeau numérique, on a besoin de différents modèles. Le modèle de résistance à l'avancement, le modèle de résistance à jeter sur roue, le modèle de fartage, le modèle de... de pousser des voiles quand il y en a, de la chaîne propulsive, et on fait cet assemblage de tous ces modèles pour créer ce jumeau numérique, ce modèle de performance, in fine.
Donc là, en l'occurrence, pour répondre à ma question, tu fais travailler ensemble plusieurs modèles numériques, plusieurs modèles de simulation numérique, ensemble, sur toute la chaîne que tu viens d'évoquer, pour proposer une utilisation finale un peu plus globale. Je résume avec mes mots.
Oui, c'est ça. Tous les modèles, on va les assembler, on va résoudre une équation d'équilibre. Et en résolvant cette équation d'équilibre, on va trouver plein de points de fonctionnement qui vont créer cette matrice de points d'opération qui sera notre modèle de performance.
Et à la sortie, ça donne un outil d'utilisation pour les gens sur le bateau ?
C'est leur autopilote, c'est leur routeur, c'est leur outil de navigation.
C'est tout l'outil de navigation quand ça marche. Pierre ?
J'ai un exemple complémentaire qui me vient à l'esprit. Je vais faire un peu de pub pour des amis de l'Orientat, des FIRABORÉ, qui sont partiellement amateurs de canopées, dont vous avez parlé. Le projet MERVAN, c'est un projet du premier porte-container à voile avec les LCWS, avec un carburant métanol, diesel-méthanol, avec un système de capture de carbone qui devrait être mis à l'eau en 2026-2027. D'ailleurs il y a un bel article de Thibaut Teilhard ce matin dans Le Marin, je fais encore un peu de pub à ce sujet. Dans ce projet nous OZE, on est en charge de faire un logiciel d'optimisation énergétique en opération. C'est-à-dire que, à bord, pendant la nav, l'équipage veut avoir accès à un certain nombre de recommandations sur différents composants du bord. Donc ils vont être... la barre, les machines, l'hôtel load, le carbone capture système, l'aspirateur à CO2 qui est au cheminée. Et en navigation...
Juste pour bien expliquer, le carbone capture système, il rentre dans l'équation énergétique parce qu'il est très consommateur d'énergie. Tout le monde n'est pas spécialiste. Moi, je le sais parce que tu me l'as expliqué, mais c'est un paramètre de cette équation-là parce qu'il est très consommateur.
Exactement, et comme disait Sylvain, il y a une équation générale qu'on va essayer d'optimiser, c'est-à-dire je veux faire tel trajet de A à B en minimisant mes coûts ou en minimisant mes émissions, en minimisant ma consommation, et pour arriver à cette optimisation, à trouver ce point d'optimum, c'est-à-dire j'ai navigué de telle manière en utilisant du routage, en minimisant la conso sur telle machine à tel moment, en utilisant le carbone capture système entre tel point et tel point, donc toutes ces manœuvres et toutes ces opérations en navigation, Elles sont identifiées, calculées par un système numérique, qui est le jumeau. Le jumeau a nécessairement besoin de se baser sur plein de modélisations différentes du carbon capture system dont tu viens de parler, en s'appuyant sur le modèle navire que Sylvain a détaillé, avec le modèle de consommation, avec le comportement du navire, avec la contribution des ailes, les interactions des ailes entre elles, etc. Une modélisation des moteurs. Le fait est qu'on ne peut pas modéliser parfaitement, aux petits oignons pour reprendre l'expression de tout à l'heure, chacun de ses composants. On ne peut pas aller dans une modélisation extrêmement fine, aussi fine que Vartila le ferait par exemple des moteurs. Ça prendra énormément de temps à calculer à chaque fois qu'on veut refaire une route et qu'on relance un routage. ça prendrait 10 minutes et l'équipage ne veut pas. Donc on est obligé de passer par une étape qui s'appelle des modèles réduits. Et donc l'enjeu de l'ingénieur va être systématiquement de trouver le meilleur niveau de modélisation mais qui permettra d'arriver au juste besoin. Avoir un niveau de modélisation qui soit suffisant mais qui soit le moins gourmand possible en temps de calcul. Et donc ça va nécessiter l'assemblage de toutes ces briques différentes, indépendantes, mais qu'on met ensemble. dans la logique d'optimisation globale d'une navire. Parce qu'en fin de compte, le client final, que ce soit l'armateur ou la fretteur, veut réduire quelque chose, des coûts, des émissions, mais il s'en fiche de la manière dont on l'a fait, il veut juste que, à la fin, ses OPEC soient réduits.
Et surtout, il veut l'outil qui lui permette de faire ça. On reviendra un petit peu sur le transport maritime et le fait que la... l'arrivée de la propulsion vélique dans le transport maritime et les contraintes réglementaires de plus en plus importantes font que les équations se complexifient et donc du coup, il faut utiliser de plus en plus de simulations juste avant. Xavier, pour parler un petit peu moins de transport maritime et du coup un peu plus de course large, même si vous êtes chef du transport maritime chez VPLP, vous, cet outil-là de modélisation numérique, il est maintenant utilisé de manière très commune. Alors, est-ce que tu peux nous expliquer un petit peu justement comment vous l'utilisez ? Et surtout, bien nous raconter comment aujourd'hui, même si vous avez un simulateur qui s'appelle SID, qui est pour le coup un très gros modèle numérique, comment vous travaillez et surtout comment vous travaillez de manière un peu fine sur certains paramètres du bateau, certaines parties des bateaux que vous dessinez ?
Oui, alors déjà, je pense que c'est important de plutôt… de ramener ça au pluriel. En fait, jumeau numérique, je mettrais un X d'abord et un S ensuite. Tu as parlé de CID, effectivement, c'est un jumeau numérique qu'on utilise et on va essayer d'utiliser des modèles différents suivant les questions qu'on se pose, je pense que ça a déjà été évoqué, et suivant qu'on s'intéresse à prédire le comportement dynamique et l'aspect performance d'un navire, effectivement, c'est CID qu'on va utiliser. CID dans un cadre de temps réel, c'est-à-dire si on a des contraintes. de simulation en temps réel, et effectivement on utilise ce simulateur-là, qui nous semble être un juste compromis entre précision et temps de calcul pour avoir une réponse temps réel et donc une interaction possible avec l'utilisateur. Donc là on essaye de modéliser toutes les physiques qui s'appliquent sur un bateau dans un niveau de modélisation le plus avancé possible, donc tous les aspects hydrodynamiques des coques, des appendices, l'aéro, des systèmes de contrôle. pouvoir également pluguer, et c'est là où c'est rigolo, parce que c'est un mix entre jumeaux numériques et systèmes physiques, mais on s'autorise aussi à pluguer des systèmes réels sur le simulateur, pour venir finalement hybrider la simulation, et avoir des systèmes vraiment réels, physiques, qui sont le plus proche possible, voire quasiment exactement identiques à la vraie vie, comme par exemple des pilotes auto, on vient brancher une boîte d'un pilote auto, d'un fournisseur, de vraiment le hardware dans la boucle de simulation. Donc ça c'est un exemple. de jumeaux numériques. Et pour le côté pluriel, il y en a d'autres. Si on s'intéresse à de la performance statique et de l'optimisation de performance, on est plus du côté des VPP, qui sont un acronyme bien connu aussi, mais qui reste un jumeau numérique extrêmement employé aujourd'hui. Là, l'objectif, c'est de comparer un grand nombre de configurations et optimiser les réglages. Il y a aussi tous les jumeaux numériques d'un point de vue structure, qui peuvent être couplés aussi aux modèles de performance. Finalement, comprendre la déformée d'une structure. et comment ça impacte la performance d'un bateau, c'est au cœur des problématiques de poursuites larges, notamment pour les appendices, où cet aspect-là est vraiment fondamental, pour les plateformes aussi. Donc on voit qu'en fait, il y a tout un tas de modélisations possibles. Et comme tu l'as rappelé, effectivement, ces modèles-là, et notamment CIDE, aujourd'hui sont au cœur de l'activité d'Architecte Naval, pour tester. En fait, c'est un peu notre maquette, c'est nos maquettes, on teste des maquettes, on évalue des maquettes. sans les casser, sans avoir le temps de production, et on compare. On fait de l'analyse de données, on fait, virtuellement, on fait naviguer des transats. En gros, un week-end de calcul, c'est une transat à l'air-tour, statistiquement, en termes de milles qu'on peut parcourir et qu'on y soit rencontrés. Donc, on voit qu'on peut agréger quand même pas mal de données et tester des choses en amont. C'est comme ça que c'est beaucoup employé du côté consul. Très bien.
Jusqu'à quel point on peut... on peut utiliser cet outil des jumeaux numériques de manière globale ? Parce qu'on voit bien que vous, vous travaillez tous sur des... Alors, chez le PLP, vous avez un modèle numérique un peu global qui est le simulateur au final, mais jusqu'à quel point on arrive à modéliser globalement un système réel et jusqu'à quel point... il y a une sorte de verticalisation des jumeaux numériques, c'est-à-dire que vous pouvez simuler numériquement une toute petite partie d'un système. Qu'est-ce qui est pertinent dans le bon dosage de la taille du système que vous voulez simuler ? Parce qu'on y reviendra juste un petit peu après. Il y a des coûts qui sont élevés, parce qu'il faut la puissance de calcul, et puis il y a un problème de données à l'entrée. C'est quoi la bonne... le bon dosage en matière de taille de système à signer.
J'ai l'impression, excusez-moi, je... Il n'y a pas forcément de... En tout cas, nous, on ne voit pas l'enjeu comme étant de modéliser en one shot l'entièreté du système, en tout cas en modélisation directe. L'enjeu est de choisir les effets qui sont prépondérants dans le comportement qu'on veut prédire. également choisir ce qui est calculé en direct de ce qui est calculé en amont et réinterroger par la suite. Et c'est là où on peut avoir des méthodes mixtes entre de la modélisation directe avec un modèle physique qui tourne et des modèles boîte noire, métamodèle, c'est-à-dire qu'on fait en amont beaucoup de calculs sur peut-être une modélisation plus avancée qui coûte beaucoup plus cher en temps de calcul, qui va prendre par exemple une semaine de calcul pour une simulation qui est in fine et va prendre une minute. N'empêche, cette semaine-là, on la met... On en fait une représentation mathématique, on la représente comme une boîte noire qui, elle, est pluguée dans l'environnement de simulation globale. C'est cet assemblage de différents types de modélisation qui permet d'élargir le spectre de ce qui est représenté, mais pas forcément tout d'un coup au sein de la même boucle de simulation. Sylvain et Pierre, vas-y.
Pierre, en premier, vas-y.
Je peux peut-être essayer de compléter. Il y a un mot qui a été employé tout à l'heure, la donnée. Je crois que c'est Xavier qui l'a employé. Il faut rester très humble avec un jumeau numérique parce que je ne sais plus qui disait qu'un jumeau numérique est toujours imparfait.
Évidemment,
une modélisation physique, par exemple une modélisation numérique, ça a toujours ses limites, toujours les points sur lesquels on n'est pas sûr, des zones du domaine de vol dans lesquelles on pense que le modèle est moins précis. Il y a un deuxième game changer, je pense, après la puissance de calcul dont on parlait tout à l'heure, c'est la prise de conscience que la donnée est utilisable et peut être valorisée intelligemment. C'est compliqué de mettre des capteurs, on le sait tous, c'est cher, il faut les maintenir, il faut les calibrer, il faut savoir le bon endroit où les mettre. N'empêche que dès qu'on a des capteurs, on a des données et c'est toujours très intéressant. Et tous les jumeaux numériques qu'on utilise, systématiquement, dans la mesure du possible, on pousse le client à instrumenter l'asset qu'il a, que ce soit un bateau, un navire, etc., pour recueillir de la donnée, pour aller alimenter le jumeau numérique, si on peut l'appeler comme ça. Donc en fait, le système qui évolue au cours de la vie du système physique et qui va s'enrichir, qui va se préciser petit à petit. Et donc, en faisant ça, on essaie de converger vers, pour le coup, une hygiémérité parfaite entre le jumeau et le système physique. Et ça, cet accès à la donnée, il est... Ce sont des nouveaux métiers, ce sont des méthodes qui évoluent en permanence, mais c'est une source d'informations hyper intéressante, hyper riche, et qui est possible aujourd'hui, encore une fois, avec les moyens d'analyse qu'on a à disposition.
Oui, et pour compléter, effectivement, il y a un peu deux phases, il y a le pré-design et puis après la vie du navire. Effectivement, pendant la vie du navire, on a accès à toute cette donnée, et on peut du coup recaler, on parle beaucoup de recalage. le recalage du jumeau numérique en analysant toutes les données de navigation des navires. Et je dirais qu'aussi pendant la phase de design, le driver, c'est un peu le coup. Effectivement, tu as dit que les méthodes de calcul, certaines pouvaient coûter très cher. Et quand on entend Xavier qui dit, une minute de simulation va prendre une semaine, on imagine bien que cette semaine de calcul, elle a un coût. Donc c'est aussi ça, un des drivers, c'est ce que le client, où est-ce que le client va pouvoir... Placer son curseur en termes de budget pour la modélisation et la fidélité qu'il veut atteindre dans la modélisation de son système.
l'enjeu des vas-y pardon je t'ai coupé Sylvain non mais j'allais dire effectivement un autre exemple là où on connait aussi un peu des limites aujourd'hui c'est sur la résistance ajoutée sur houle la résistance qui va le connaître le navire à l'avancement dans la houle et ça il y a différentes méthodes qui existent et aujourd'hui on est obligé de passer par des sous-prétenances parfois avec des instituts comme le marine aux Pays-Bas et des prestations qui coûtent quand même assez cher et après là La méthode au-dessus, ce serait de la CFD, mais là, ça serait encore plus cher. Et on parle parfois en mois de calcul. Et donc, c'est vraiment ça. On peut aller loin dans la fidélité, mais il faut avoir le budget qui va bien.
Et forcément, la quête vers la démunité parfaite, elle a un coût. Et c'est aussi pour ça qu'il n'y a pas forcément d'intérêt à aller au bout de cette quête. Sur l'enjeu des données, il faut peut-être s'arrêter un tout petit peu dessus. C'est-à-dire que c'est notamment dans la course que les bateaux, notamment les foils ou les mâts ou même les tueurs des bateaux, sont de plus en plus instrumentés. Mais il faut aussi que ces données soient rafraîchies régulièrement, qu'elles soient de qualité. Et ça, aujourd'hui, pour que le fonctionnement et l'utilisation pertinente d'un géomètre numérique soient efficaces, il faut non seulement que l'équation ou l'actualité algorithme qui va cruncher les données soit bon, mais aussi que les données à l'entrée soient de qualité. Juste si on peut s'arrêter un petit peu là-dessus. Et du coup, c'est une boucle un petit peu permanente de nutrition du modèle avec de la donnée. Xavier ?
Oui, effectivement, il y a plein de méthodes possibles de mise en données et de création des modèles. Je pense que dans la majorité des cas, aujourd'hui, en tout cas dans ce qu'on fait, ça part de modèle physique. Au début, le jumeau est disjoint du système réel. Et effectivement, plus le temps passe, plus on montre la livraison d'un jumeau numérique pour un système et son état trois ans plus tard en travaillant en lien avec l'opération de ce système, par exemple la navigation d'un bateau de course. L'utilisation des données du bord nous permet petit à petit de recaler et d'augmenter la précision de certains modèles. Effectivement, la quantité de données qu'on reçoit et leur qualité nous permet d'aller analyser tout un tas de paramètres, d'équilibres généraux, de contraintes dans des systèmes pour aller éventuellement affecter l'un ou l'autre des modèles de modélisation. C'est un travail qui est long et fastidieux, ardu. Surtout quand on a des systèmes de modélisation, j'allais dire PhilX-based, quand c'est basé sur des modèles physiques, tu ne viens pas toucher directement une loi de physique. Donc il faut trouver les... On parlait tout à l'heure de modèles réduits aussi, c'est une méthode qui permet d'aller affecter certains paramètres de modélisation sans changer la physique qui est derrière. C'est plutôt travailler sur des inputs, travailler sur des mises en données qui permettent de reproduire un comportement mesuré.
J'ai peut-être un exemple. L'illustratif de cette question de Pierre-Yves sur la manière d'utiliser la donnée, la manière d'utiliser la donnée est primordiale évidemment. On a l'habitude de faire ça, nous chez OZE, les clients viennent, par exemple je pense à des projets dans l'industrie offshore, les clients viennent avec beaucoup de données sans savoir vraiment si elles sont fiables, sans savoir vraiment à quoi elles pourraient leur servir. Et donc nous on va l'analyser. Mais comme on n'a pas la science infuse et que nous ne sommes pas les experts justement de l'industrie offshore, dans ce cas présent, de leur métier, c'est eux qui ont en tête toutes les contraintes métiers, toutes les contraintes opérationnelles, toutes les subtilités d'utilisation de leur navire, etc. En fait, c'est toujours un travail conjoint. Et Xavier, d'ailleurs, j'ai en tête un projet qu'on a fait ensemble. Il faut toujours que lier le data analyst, le data scientist, qui lui sait très bien quelles sont les méthodes de maths appliquées qu'il faut faire, qu'il faut utiliser pour faire parler les données et... utiliser la bonne action des données. Et il faut aussi l'expert, le sachant du domaine, qui lui saura te dire, alors attends, là, je sais que le capteur, la jauge des formations qu'ils ont mises dans le mât, elle n'est pas tout à fait bien placée, ou elle sous-estime cette valeur. Ce qu'on a mis dans le foil ici, ce n'est pas terrible parce que je sais que dans telle condition de navigation, l'information est erronée, ou tout ce genre de... Comment dire ? Ouais, non, d'informations enregistrées par le sachant, par l'opérateur lui-même, qui viennent compléter le travail de maths appliquée du data scientist. Et en fait, l'un ne peut pas laisser en l'autre. Le sachant, le skipper, ne va pas pouvoir analyser lui-même ses données, le data scientist ne saura pas analyser les données tout seul, puisqu'en fait, il ne sait pas tout bêtement comment fonctionne un trémant. Je pense que c'est hyper important d'avoir en tête cette dualité. On ne peut pas espérer arriver à des objectifs, une analyse parfaite, faire parler des données de manière extrêmement profitable, sans se dire qu'il faut se mettre autour de la table et s'expliquer comment ça fonctionne, en gros, les règles métiers.
Sylvain, tu voulais compléter tout à l'heure ?
Mais non, pas plus qu'effectivement, il y a un enjeu sur cette donnée. On le voit avec les premières navigations de canopées, sous-voiles, enfin sur les voiles d'abord, avec les voiles, le post-traitement qu'on fait de toute cette donnée. Là, le petit avantage qu'on a quand on fait des systèmes de navigation comme ça, on est connecté au capteur de navigation, on est connecté à la machine, au safran et tout. Donc on a pas mal de données qui remontent et on peut traiter tout ça. Et ça nous permet de réaffiner effectivement les modèles. pour les prochaines navigations.
Et là, par exemple, sur Canoplay, le rafraîchissement du modèle, entre guillemets, avec les données, il se fait en temps réel ou il se fait à intervalles réguliers ? Parce que là, on est sur un très gros bateau qui est très équipé, etc. Le rafraîchissement se fait immédiatement, en permanence ?
Il peut y avoir deux niveaux. Effectivement, il y a un rafraîchissement real-time qui est vraiment juste basé sur de la data. et en réalité ça consiste en corriger des offsets. Et après des navigations, là où on peut cumuler beaucoup de données, là on va pouvoir faire plutôt des rafraîchissements qu'on appelle physics-based, effectivement on va aller recaler les modèles physiques. Ou les modèles réduits, quand on a un modèle réduit, ou c'est une formule mathématique, on a des petits coefs sur lesquels on peut venir jouer, et on va recaler comme ça nos modèles. Et ce modèle, ce recalage plutôt physics-based, on va le faire plutôt tous les 6 mois. Après, ça demande aussi de la connectivité. Donc, soit le navire, il a ses capteurs à bord, et s'il a une très bonne connectivité, les données sont poussées sur des serveurs. Et on pourrait imaginer, toutes les semaines, tous les jours, retourner ces boucles de recalage. Mais après, tout ça, c'est un coût aussi, le coût de serveur. le stockage de la donnée, le traitement de la donnée.
Une petite question de Néophyte, est-ce qu'il arrive que l'écart entre le jumeau numérique et la réalité soit plus important que prévu ? Est-ce que la première itération, votre première projection, et la réalité, est-ce qu'il arrive qu'il y ait des écarts importants ?
Bien sûr.
Non, jamais. On a bon du premier coup. Quand on vend le meilleur jumeau numérique,
on n'a pas le droit à l'erreur.
Vas-y,
Pierre. Oui, mais je pense que Pierre...
Donc, la question est de connaître les limites de ton jumeau numérique, de ton modèle. On l'a dit plusieurs fois, un modèle, ça a des limites, ça a des zones de fonctionnement qui sont très bonnes, d'autres qui sont moins bonnes. La clé, c'est de savoir distinguer là où il est bon et là où il est moins bon. Et donc de pondérer ça. Et après, dans tes algorithmes, de dire, je fais très confiance à cette zone, ce domaine de vol, ce domaine de fonctionnement, je fais beaucoup moins confiance à cette autre partie. Parce que je sais que mon modèle est moins bon. Je pense qu'elle est là, la clé. Arriver chez un client et dire, mon modèle est parfait, et vous pouvez y aller les yeux fermés, vous n'avez même pas besoin de mettre les mains dedans, tout va se passer exactement comme vous espérez, tu peux le faire, mais... qui ne dure pas longtemps en France.
On peut rajouter à ça aussi, typiquement un exemple, c'est le fouling sur les bateaux de commerce. Alors la course au large, ils le connaissent peut-être moins parce qu'ils vont toujours être prêts à nettoyer leur coque. Mais dans le shipping, le fouling a un impact assez monstrueux sur la performance des navires in fine. C'est des choses qui sont peut-être moins bien modélisées. Elles font partie de l'équation. moins bien modélisé, du coup si le navire lui n'est pas clean comme on l'imagine dans notre modélisation, clairement on peut voir des écarts assez importants.
Tu veux dire que c'est l'encrassement de la côte ? Oui,
c'est l'exemple là. Le fait de la côte,
voilà. En termes de coûts, c'est un impact significatif puisque le bateau va beaucoup moins vite. C'est ça que tu dis.
C'est un impact significatif. et ça aurait un impact en coût s'il fallait nettoyer parce qu'il faut envoyer soit mettre le bateau à sec, soit envoyer des robots,
des plongeurs.
et l'encrassement de la carène est complexe à modéliser quoi en fonction des endroits où tu passes la chaleur de la mer et ne m'imagine pas forcément le ce type de l'état d'avis et toi je me dis que dans la voile quand un bateau casse ou qu'un mal au moins des compositions quand un bateau casse aucun aucun qu'un mac as comme ça vient d'arriver tout récemment c'est que le c'est que le limo numérique n'avait pas prévu qu'en naviguant grand voile haute et grand voile haute et sous J3 dans le T3 de Gibraltar, le man ne tient pas ? Je suis...
Ouais, alors, sur cet exemple précis, j'ai aucun...
Non, non, c'est pour dire que du coup, le man ne tient pas forcément.
Ouais, l'analyse des casques mécaniques, c'est toujours un jeu compliqué. Oui,
il y a deux paramètres hyper importants.
Et ça me fait faire le lien avec la question précédente qui était, est-ce que parfois les jumeaux sont faux ? La réponse est évidemment oui, trop souvent,
et notamment par… Est-ce qu'il peut y avoir beaucoup d'écarts entre le jumeau et le jumeau ?
Oui, il y a un enjeu d'exhaustivité dans le suivi des systèmes qu'on traite. C'est-à-dire que tu as un jumeau qui tu penses être juste un jour, et derrière le système il évolue. sur des paramètres très très très idiots, à la base de tout, par exemple un centre de gravité qui bouge parce que le bateau a des équipements qui changent, des changements structurels, une hélice qui change. On a eu des cas où on pensait être bon en propulsion sur un navire relativement simple de plaisance. Et en fait, ça vaut avoir toute une chaîne propre, faire une mise en données la plus propre possible si tu n'as pas la bonne hélice dans ton modèle. Parce qu'en fait, il y a eu un manque de communication, de transmission d'infos qui fait que tu n'as pas la dernière forme, tu es fichu. Donc pareil sur les systèmes mécaniques, tout le suivi des structures, le suivi de l'intégrité, le suivi des impacts potentiels qu'il y a pu avoir sont majeurs dans ces suivis-là. C'est assez vertigineux dans le suivi et dans le nombre de paramètres qu'il faut contrôler. dans l'histoire d'un système finalement.
Et vous arrivez justement à... Je te redonne un peu juste après, mais juste pour rester là-dessus, parce que c'est une problématique assez classique dans le dialogue entre un architecte et une équipe de course, vous arrivez quand même à avoir justement ces changements de données et même les données de navigation pour pouvoir vous recaler vos...
Oui, je pense que...
Vos liens numériques.
Justement avec ce... C'est simple. En fait, c'est presque un cercle vertueux. Le fait qu'on appelle ça un jumeau numérique maintenant, ces systèmes-là sont de plus en plus appréciés par nos interlocuteurs. Tout le monde en voit l'intérêt. Nous, en interne, bien sûr, les clients aussi dans leur usage personnel. Donc oui, tout le monde voit l'intérêt d'échanger et de communiquer pour faire en sorte de garder la gemellité parfaite le plus longtemps possible au cas de l'améliorer avec le temps. ouais ouais c'est vraiment des axes de travail je pense qu'ils ont beaucoup évolué ces dernières années on n'est plus dans le on n'est plus dans le dans le chacun chez soi quoi donc en vue de data qui avait un peu de rétention parce qu'ils étaient ils pouvaient être à partager leurs données quoi tu montres que la donnée a utilisé à bon escient et en fait quelque chose c'est ça la clé la valeur
Sylvain qui voulait terminer je voulais dire qu'effectivement un décalage entre le jumeau numérique et la réalité peut aussi venir d'un problème sur la réalité un défaut de fabrication un défaut de fonctionnement d'un moteur et finalement les jumeaux numériques sont là aussi pour ça, pour entendre de plus en plus parler de maintenance prédictive ou de baser sur du traitement de données et d'intelligence artificielle et bien ça part de là un peu aussi et c'est on arrive en quittant la donnée et en comparant ça à comment le système aura dû se comporter avec notre jumeau numérique à déceler des défauts de fonctionnement alors peut-être que finalement il y avait un défaut de fabrication dans le mât de Jitala on le saura peut-être plus tard mais enfin c'est peut-être des défauts comme ça
Et Pierre, tu voulais compléter ?
Si je peux illustrer le bénéfice que peut apporter ce genre d'analyse à l'utilisateur final sur un projet qu'on a fait. On s'est rendu compte que l'analyse des données nous a permis de suggérer aux fabricants d'aller modifier l'emplacement des capteurs qu'ils avaient initialement mis dans le composant dont on parle. Ce qui est assez intéressant parce que l'utilisateur te met à disposition des données, tu les analyses et en retour tu vas lui dire, en plus de cette analyse, je peux te faire des suggestions de design ou d'instrumentation. C'est exactement le cercle vertueux auquel tu fais référence, David. Je pense qu'à terme, on arrivera de mieux en mieux à échanger sur toutes ces connaissances métiers, cet intérêt de la donnée, cet intérêt du jumeau, du numérique, couplé au réel et à l'information réelle. Et ça devrait faire progresser tout le monde. C'est vers là qu'on tend, je pense, dans le comportement maritime et dans la course au large.
Est-ce que vous intégrez, dans les jumeaux numériques que vous concevez et que vous développez, justement, vous intégrez le fait que... la réalité n'est pas aussi pure et parfaite qu'elle ne devrait être, c'est-à-dire des erreurs de manipulation, une maintenance qui n'est pas optimale, etc. Un peu comme dans les polaires, quand on navigue et qu'on fait un routage et qu'on a une polaire, on dit, moi, là, je suis un peu claqué, je vais naviguer, faire mon routage avec une exploitation à 80% de la polaire, par exemple. Est-ce que ça se fait aussi ? Est-ce que le... Le paramètre de fonctionnement du modèle réel n'est pas aussi optimum que le modèle numérique.
Oui, effectivement, j'ai deux exemples qui me viennent en tête, très différents l'un de l'autre. D'ailleurs, on a parlé de fouling, mais ça, on le prend en compte, on le calcule. On prend en compte quand il y a une vitesse contractuelle, une puissance moteur, une puissance vélique contractuelle, on prend en compte que le bateau va opérer avec du fouling. Après, il y a différents niveaux, mais c'est tout à fait anticipé et on sait que la réalité sera imparfaite. Un deuxième exemple très lointain, c'est sur de l'optimisation de réglages et de performances. Si dans une boucle d'optimisation de performances, on trouve un super résultat, une super architecture, mais qui est très pointue, qui demande un réglage parfait et dès lors qu'on s'écarte de ce réglage-là, il n'y a aucune stabilité dans les résultats, ça manque de robustesse. Donc ça, c'est des résultats qui sont écartés, on a des méthodes pour justement vérifier la robustesse des réglages ou des architectures au sens large, pour avoir une performance homogène et qu'on ne demande pas à un système industriel d'être réglé au dixième de degré, avec des systèmes mécaniques industriels, avec des contraintes de coût importantes, ou un navigateur solitaire d'aller régler. De régler en colonne.
Je peux ajouter quelque chose sur cette intégration du paramètre du facteur humain. Nous, on a une approche en général statistique à ce sujet, c'est-à-dire qu'on va proposer des conseils en navigation aux opérateurs, en naviguant, qui sont basés sur des probabilités d'occurrence d'un phénomène. C'est-à-dire, la probabilité d'occurrence de telle dépression sur ton chemin, elle est de temps en utilisant... plusieurs modèles météo, voilà ce qui risque de t'arriver sur le nez. La probabilité que tu aies du roulis de telle sorte et qu'il y ait un risque de perdre des containers, elle est de temps. Et après, libre à toi de choisir, je vais dans cette zone ou je n'y vais pas. Et l'opérateur, lui, en fonction de son expérience, en fonction de la confiance qu'il y a dans l'équipage, va choisir s'il accepte d'aller dans une zone où le roulis risque d'avoir une probabilité supérieure à 80%, ou si au contraire, il préfère rester dans une zone. ou puisqu'il est chargé avec peut-être un chargement à trop de le rajouter, ou je ne sais rien, s'il préfère rester dans une zone où le roulis n'a que 4 chances sur 10 de se produire. Donc on apporte ces espèces de réglages, de potentiomètres dans les algos, de manière à ce que l'équipage puisse lui-même choisir, dans mes consciences, le risque qu'il prend.
Très bien. Sylvain, tu voulais compéter, je crois ? Non,
je plussois. effectivement le facteur humain il entre clairement dans l'équation in fine de l'optimisation de l'opération et de la navigation c'est quoi les vas-y vas-y si je devais rebondir ça serait peut-être sur là aussi sur les finalement les algos de routage maintenant dans la course au large la méthode la plus utilisée c'est les isochrones c'est un algorithme mono-objectif et de tout ça on a des algorithmes De plus en plus, on travaille sur des algorithmes multi-objectifs où on va finalement pouvoir prendre d'autres paramètres. en considération et typiquement le facteur humain, la fatigue du skipper serait un des paramètres à prendre en compte et après c'est l'étape d'après,
c'est l'algo de routage qui exploite le jumeau numérique de l'humain et du bateau ça veut dire qu'il faudrait des données sur l'humain et autant on met plein de capteurs sur les foils et sur les structures on commence tout de suite on commence à en avoir arrivé
Alex Thompson avait sa montre connectée voilà,
Damien Seguin va en avoir sur le Pour en avoir un petit aparté, on a animé une conférence pendant le défi Azimut où justement Daniel Seguin racontait, et avec des scientifiques qui l'accompagnaient, à quel point justement la modélisation du comportement humain allait devenir intéressante et qu'on allait pouvoir couper une polaire du skipper à la polaire du bateau. Donc dire, ok, en théorie, il fallait empanner à 4h du matin en plein milieu de ton sommeil. avec un risque important de rater ton emballage. Peut-être que si tu... À 6h du matin, tu seras plus frais et le risque de casser sera plus faible. Donc, il vaut mieux faire ton emballage un peu plus tard. Ça passera quand même. Bref, le jour où on attaque les jumeaux numériques d'humains, ça va être... Ça sera... On n'en est pas très loin. Alors, justement, je voudrais que vous nous expliquiez un petit peu c'est quoi les tendances en termes d'innovation du côté des jumeaux numériques. C'est quoi la... C'est quoi, vers quoi on tend en ce moment ? Est-ce qu'il y a des pistes de recherche qui sont très importantes, qui sont en train d'arriver ? Est-ce qu'il y a des enjeux centraux, vraiment aujourd'hui et dans les années à venir autour de cet outil-là ? Qui est-ce qui veut se jeter à l'eau le premier sur le sujet d'Aliper ?
Si vous voulez, je pense que, je vais reparler du transport maritime, parce que c'est le milieu qu'on connaît le mieux. Le transport maritime subit des réglementations, je le disais en intro, qui sont de plus en plus strictes, avec 15 ans de retard sur l'automobile. L'automobile, aujourd'hui, on parle depuis plusieurs années d'automatisation. Ça vient difficilement pour plein de questions réglementaires, etc. Néanmoins, la question d'automatisation, elle est prégnante dans le transport maritime. Et on sent que les acteurs évoluent. Il y a quelques années... Tout le monde avait un seul discours, c'était c'est un milieu très traditionnel, on est à la vieille école, ça n'arrivera jamais, le commandant il se mettra à bord, etc. Les discours évoluent, et de plus en plus, on nous demande d'aller un petit peu plus loin que du conseiller en opération, c'est-à-dire plutôt que le Google Maps qui te dit je te suggère de tourner à droite dans 2 km, mais tu fais ce que tu veux, si tu veux continuer d'aller tout droit, tu peux le faire, c'est à tes risques et périls. C'est aujourd'hui principalement ce qui existe à bord des navires, il y a très peu d'automatisation. En revanche, les cerveaux évoluent là-dessus et on nous demande de plus en plus de travailler sur ces thématiques. Je pense que l'évolution va plutôt être là. Évidemment, les conséquences, c'est des réductions d'équipage, c'est des fleet centers à terre et des commandants en retraite qui vont piloter cinq navires à distance. Il peut y avoir plein d'évolutions possibles à bord et à terre. N'empêche que ça... à plusieurs conséquences de notre côté, c'est continuer d'améliorer la maîtrise qu'on a du comportement des naïfs, donc on revient sur le thème principal du jeu monérique, et aussi avoir une robustesse, vous aviez qu'on parlait tout à l'heure de la robustesse des modèles, qui est accrue, puisqu'on ne serait plus là en tant que conseiller, mais en tant qu'acteur véritable. Et donc si ton algorithme parle lui-même et fait agir les machines, le safran, les voiles, etc., dans des boucles de contrôle-commande complètes, le risque lié à ça est plus grand que lorsque tu te contentes de faire du conseil donc c'est du contrôle commande, aujourd'hui évidemment on a un contrôle commande complet intégré je vois sans doute cela comme une innovation principale majeure à venir.
Xavier ?
C'est pas simple comme question c'est pour ça qu'on te la pose C'est pour ça qu'on est là. Évidemment, on continue à travailler, et ça, c'est sans fin, la précision des modèles et la quantité de physique qui rentre en jeu. Une même physique peut être abordée suivant différents angles, différentes précisions, donc ça, c'est constant. Repousser un peu les niveaux de modélisation et trouver les bons compromis de temps de calcul sur un usage. Un axe un petit peu plus nouveau sur lequel on travaille est la possibilité de faire des arrière-tours dans un sens comme dans l'autre entre le système réel et le système numérique. et comment mettre en place des méthodes pour vraiment avoir des flux dans un sens comme dans l'autre et transporter ton jumeau numérique à bord d'un système réel ou inversement transporter la donnée du système réel vers un jumeau numérique pour alimenter tout ça. Et ça, c'est relativement nouveau sur certains aspects dans l'approche. Je pense qu'il y a des choses hyper intéressantes à faire dans cette direction.
Très bien. Sylvain ?
Pour compléter, tout à l'heure j'ai évoqué le côté résistance ajoutée sur roule, qui est un gros axe de travail aussi. Et un autre, c'est les interactions, particulièrement sur le shipping, qui s'hybride avec la propulsion par le vent. C'est toutes ces interactions entre les superstructures et les voiles, les effets de masquage, les interactions entre les voiles elles-mêmes. Là aussi, il y a encore pas mal de travail à faire. Forcément, c'est de plus en plus possible grâce aux capacités de CFD qu'on a et des capacités de calcul. Mais il y a aussi des travaux sur la manœuvrabilité combinée des navires avec la propulsion par le vent, la propulsion mécanique. Et on voit que les bassins d'essai s'y mettent aussi en travaillant sur des setups d'essai avec du bateau, une coque et des systèmes de ventilateurs modéliser l'action des voiles, des efforts sur les voiles, dans le bassin, dans de la houle. Il y a des projets qui se montent autour de ça. Effectivement, Xavier disait que dans la course au large, on faisait un maximum de choses en numérique et via les simulateurs. Dans le shipping, on passe encore, on passe toujours par des bassins d'essai réels. Un canopé, un Eoline, leurs coques ont été testées en bassin. Ça reste toujours le... Le dernier mot, c'est les essais bassins qui viennent valider toutes les modélisations qui ont été faites au préalable.
C'est intéressant, le bassin de Karen n'est pas complètement mort. On a deux petites questions dans le chat. Il y a quelqu'un qui vous demande un exemple de jumeau numérique qui nécessite un modèle 3D. J'ai pu comprendre que le modèle 3D était lui-même un jumeau numérique, mais même relativement simple. Vous allez éclairer notre chanterne. Vous avez un exemple de jumeau numérique qui nécessite un modèle 3D.
Sinon, on parle à l'instant. Les interactions entre elles, comment est-ce que tu vas régler 6L ou 4L qui sont positionnés sur un point ? Tu peux mixer plusieurs niveaux de complexité de méthode et tu peux en particulier utiliser des méthodes 3D, de CFD. C'est l'exemple auquel je pense.
même sans apporter de résolution physique, un modèle 3D paramétré, intégré dans les systèmes et avec des liens cinématiques les uns par rapport aux autres. Pour reprendre l'exemple des ailes, une bonne partie des ailes dans le transport intime aujourd'hui ont des éléments mobiles, et tous ces éléments mobiles sont actionnés par des actuateurs. Donc il y a toute une cinématique et toutes les liaisons mécaniques à modéliser qui sont traitées juste à partir d'un modèle 3D. Quand je dis juste, c'est-à-dire qu'il n'y a pas de modèle... de mécanique des fluides, de mécanique des structures. Et ça, il y a un monde entre un petit modèle 3D où on dessine une surface et un modèle 3D paramétré avec des liaisons cinématiques.
Oui, et puis je le disais tout à l'heure, le modèle 3D est déjà un premier jumeau numérique, un premier niveau de jumeau numérique, et on ne dessine plus les bavières sur les planchers de dessin, on fait des coques en 3D. Pour la stabilité, pour les bases dynamiques, pour les calculs CFD, pour la structure.
Très bien. Une deuxième question à propos des données. Au regard de la volumétrie des données produites par les systèmes de bord, quid du edge computing pour améliorer la précision des jumeaux numériques par des traitements embarqués permanents ? Alors, qu'est-ce qui s'y colle ?
Non, je suis pas la bonne personne pour répondre parce que je pense que c'est très en lien avec des systèmes embarqués dans le transport maritime.
Que tu le mets le doigt. Non,
non, non. Plutôt que de le placer du doigt. Ah,
tu le placer du doigt.
Merci, il est 10h. Il y a un gros enjeu de connectivité, c'est Sylvain qui a mentionné ce mot tout à l'heure. Où est-ce que se fait le calcul d'optimisation ?
Est-ce qu'il se fait à terre, est-ce qu'il se fait à bord ? Quels sont les avantages et inconvénients de chaque ? Et puis il n'y a pas deux configurations en fait, il y a un tas de configurations possibles sur un spectre assez large, entre un bateau qui serait ultra connecté, et donc qui pourrait se permettre de tout faire faire à terre, et un bateau très peu connecté ou avec une connectivité très peu fiable, très peu robuste, qui devrait a priori, s'il a besoin de s'appuyer sur son logiciel d'optimisation, calculer un max de chaudes à bord. Donc là, la question, elle traite plutôt des navires qui seraient fortement connectés. Oui, c'est une idée, c'est une chose à laquelle on réfléchit. Et c'est sûr que le jour où on est capable de faire ça de manière fiable, c'est-à-dire analyser la donnée, la traiter, la cruncher, comme disait Pierre-Yves, à bord avant de l'envoyer dans un logiciel d'optimisation qui est embarqué, oui, le jour où on peut faire ça, on a gagné beaucoup de fiabilité et on repose beaucoup moins sur la connectivité. qui est liée à Starlink, qui est liée à des acteurs qu'on connaît et dont on ne sait pas comment ils peuvent réagir du jour au lendemain. En tout cas, si on fait reposer tous les chargements par exemple de CMACGM sur un acteur privé qui a ses propres intérêts, ça peut ouvrir plein de questions.
Vaste débat quasi géopolitique. Allez, une question de conclusion auquel j'avais moi-même pensé en termes de conclusion. Quelle est la place de l'intelligence artificielle dans les développements actuels ? C'est un peu tarte à la crème, mais bon, il y a quand même des données en jeu. Vous êtes ingénieur, vous n'allez pas échapper à cette question. Et on conclura avec celle-là, 10h02.
Elle a déjà sa place, si je peux commencer. Déjà, l'algorithmie, c'est déjà de l'intelligence artificielle, tout ce que l'on fait. Après, l'application de réseaux de neurones et d'autres technos font partie des outils qu'on a dans notre boîte à outils pour traiter et pour faire ces traitements de données. Avec ces gros volumes de données, forcément, on applique ces technologies-là.
Xavier ?
J'allais avoir une réponse très similaire en disant qu'on en fait déjà parce qu'on fait des régressions linéaires partout. C'est une forme de machine learning. Sinon, de façon plus générale, pour faire le lien entre des grandes volumes de données, des systèmes réels, et les intégrer dans une modélisation d'un système avec un mix de modèles physiques et de modèles boîte noire, effectivement, c'est des technologies qui sont tout à fait employées, qui ont leur place.
Pierre ?
Je ne vais rien dire très concret à ce qui a été dit. Bien sûr que l'IA a toute sa place, et c'est ce dont on vient de parler pendant une heure, sans employer le terme intelligence artificielle Il ne faut pas en avoir peur, parce qu'on n'a pas arrêté de dire qu'il y avait des limites, qu'il fallait que les concepteurs aient en tête ces limites, qu'ils sachent comment employer les outils et à quel moment. Au contraire, c'est plutôt une aide. Et pour le client final, il va y avoir... une opportunité de diminuer ses consos, ses OPEX, ses coûts d'exploitation et d'optimiser la manière dont il fait fonctionner son navire ou augmenter la perfo de son bateau de course.
Très bien. Merci à tous les trois. Il est 10h03. On a à peu près tenu le timing. Je suis désolé pour Rachel. Tu as une dernière question, mais il faut qu'on a plein de gens à libérer. Arnaud, je vais te laisser conclure.
Merci beaucoup, pour cette heure de... de réflexion et de... Vraiment, pour les ingénieurs, on a... On voit qu'avec l'arrivée des ailes, effectivement, vous voyez des systèmes Vélix sur le transport maritime, le géomérique, tout au sens. Mais je terminerai pour vous donner les prochains rendez-vous. Alors, les prochains rendez-vous qui sont le prochain Céline Café en novembre. fermé d'analyses de sécurité. La suite de la reste, la semaine prochaine, on parade les uranaires et on vous apprend des bouts de l'Eutresimforum en novembre. D'ailleurs, on vous propose d'aller visiter le Marine Research Institute, dont Sylvain a parlé tout à l'heure, en préambule du Eutresimforum. N'hésitez pas à vous rappeler si cette visite vous intéresse. Je vous remercie. Merci à vous. Merci à vous.
Merci.
Merci beaucoup.
Au revoir.
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Description
Comment les jumeaux numériques de systèmes complexes peuvent tirer parti de l’utilisation de données en temps réel pour offrir de nombreux avantages dans la course au large ou le transport maritime ? Et quelles sont leurs limites ?
Avec :
Sylvain Faguet - D-ICE
Pierre Montfort - OCE Engineering
Xavier Guisnel - VPLP Design
Animation : Pierre-Yves Lautrou
Hébergé par Ausha. Visitez ausha.co/politique-de-confidentialite pour plus d'informations.
Transcription
C'est parti, bonjour à toutes et à tous, je suis Arnaud Cagvel, je travaille chez BDI, l'agence de développement économique de la région Bretagne, et je suis heureux de vous accueillir à cette sixième édition des Sailing Café. Le principe c'est de vous proposer sur une heure de partager la discussion d'experts sur un sujet précis et technique du monde de la voile. Ensuite c'est... Ce webinaire est à retrouver sur le site sailingvalley.bzh avec les replays et les liens vers les podcasts. Aujourd'hui, on va élargir un peu le sujet puisqu'on parlera des jumeaux numériques et sans doute un peu de transport maritime. On a invité, et je les remercie, des représentants des sociétés aux ingénieries VPLP et D-ICE. Et comme presque à l'accoutumée, je vais passer la parole à Pierre-Yves Lautron qui va... nous animer cette heure de rendez-vous aux petits oignons comme d'habitude. Pierre-Yves, je te laisse la parole et merci à tous.
Merci Arnaud, je vais essayer d'animer ça aux petits oignons, c'est pas tout à fait l'heure des petits oignons, mais bon, on va faire avec ça. Merci Arnaud, je vous propose de rentrer assez rapidement dans le vif du sujet, parce qu'autour de la table, comme tu disais, on a les représentants de trois sociétés qui... Je ne sais pas si c'est le terme qui convient, qui élève des jumeaux numériques. Vous allez me dire si le terme vous plaît ou pas. Ce que je vous propose, c'est de faire un petit tour de présentation à la fois de qui vous êtes, que ce soit Sylvain Fayet chez The Ice, Pierre Monfort chez Oz Engineering et Xavier Guinel chez VPLP, à la fois un petit peu ce que vous faites dans l'entreprise et surtout ce que fait votre entreprise, quelles sont leurs spécialités. Et puis après, on attaquera le... Le vif du sujet et on parlera de ces fameux jumeaux. On va commencer par Sylvain, c'est celui qui est dans l'ordre de gauche à droite sur mon écran. Donc Sylvain, à toi.
Bonjour à tous, Sylvain Faguet, je suis le directeur commercial de The Ice. Directeur commercial, ma tâche c'est d'aller vendre nos produits, nos systèmes et nos services. Et chez The Ice, on développe, parce que vous voyez derrière moi, des systèmes de navigation, de pilotage, d'optimisation de la navigation et des opérations. particulièrement pour le secteur maritime et offshore. Donc, le plus gros succès, là, ça a été le système installé en passerelle de Canopée et bientôt à bord de Neoline aussi.
Canopée et Neoline qui sont deux bateaux à propulsion vélique et je pense qu'on reparlera de Canopée avec Xavier Guinel parce que c'est un plan VPLP, le premier roulier dessiné par un cabalier architecte qui faisait des bateaux à voile jusque-là. Juste... et je vais préciser Sylvain que Diaz a un peu connu des gens qui font du bateau à voile de compétition parce que c'est vous qui avez repris ou racheté Squid l'activité de Squid qui est une app de logiciel pour faire de l'analyse météo et un petit peu de route exactement tout à fait qui est encore embarqué sur beaucoup de bateaux pour télécharger des fichiers météo juste à la droite de Sylvain Pierre Monfort chez OZ Engineering Pierre c'est à toi
Bonjour à tous, merci Arnaud, merci Pierre-Yves, merci BDI pour l'opportunité de discuter de tout ça ce matin. Pierre Montfort, je suis architecte naval de formation et je dirige la BU Performance Navire chez OZ Engineering. OZ Engineering, on fait compte d'un centre d'expertise qui va développer des outils digitaux, donc logiciels, algorithmes, au service du milieu maritime. Et donc on va aller à chaque fois chercher... à développer des outils custom, tailor-made, pour des petits problèmes particuliers que peuvent avoir nos clients. Et c'est à ce titre qu'on est ici aujourd'hui. On travaille un petit peu dans la course au large, mais ce n'est pas du tout la plus grosse partie de notre activité. Notre activité principale, c'est le secteur maritime et le transport maritime, avec toutes les contraintes nouvelles qui grandissent de nouveau en nouveau. Et j'en profite, notre actionnaire unique et principal, enfin unique, pardon, c'est GTT, Gaz Transport Technique Gaze. que certains connaissent peut-être, c'est le spécialiste de la conception de systèmes de containment de gaz, en particulier le gaz liquide LNG, qu'on connaît bien maintenant depuis quelques années, parce qu'il a un peu défrayé la chronique, et ce qui nous permet d'avoir accès à beaucoup d'expertises maritimes. Très bien,
merci Pierre. Et tout au bout de la table, Xavier Guinel chez VPLP. qui, comme on ne le sait pas forcément, mais on commence à bien le savoir, est une boîte où il y a presque autant d'ingénieurs, sinon presque plus d'ingénieurs que d'architectes navals, je crois, maintenant chez VPLP, ou quasiment 50-50.
Ouais, pas tout à fait. Pas tout à fait.
Ça ne s'en réparait.
Non, non, non, c'est pas le sens de la marge. Bonjour à tous, vous avez Guinel, moi je coordonne l'ingénierie chez VPLP. Donc VPLP, on est un cabinet d'architecture navale, on est présent sur différents secteurs, trois principalement, que sont la course, la plaisance. avec des pâteaux de série et des one-off, et le transport maritime, comme tu l'as évoqué, Pierre-Yves, depuis quelques années, avec ce projet qui a été fondateur pour nous, qui a été canopé. Et à ce titre, pour ces trois activités-là, on développe différentes activités en ingénierie, dont toute une petite panoplie de jumeaux numériques, et je pense que ce sera le sujet ce matin.
Exactement, et on va préciser que c'est le monde... l'architecture navale et l'ingénierie navale est un petit monde et vous connaissez tous les trois, il y a même des collaborations entre certaines de vos entreprises et vous pouvez travailler même sur des projets en commun. Je suis journaliste, donc je vais faire le job de base qui est de définir ce que c'est qu'un jumeau numérique. Moi j'étais un petit peu inquiet au début quand j'ai vu le sujet, j'étais assez rassuré et je crois que c'est en préparant ce webinaire avec Xavier qu'on a qu'on a trouvé le bon terme. Je crois qu'en discutant avec vous, on dit que le terme est nouveau, mais la pratique est ancienne. Je suis assez content d'avoir trouvé ce pitch qui résume assez bien le truc. Donc, je vais vous demander à chacun à votre tour de faire l'exercice de la définition de ce qu'est un jumeau numérique ou des jumeaux numériques. On les conjugue forcément au pluriel. Et puis, après, on rentrera dans le... Dans le vif du sujet, je pense que c'est déjà le vif du sujet, mais est-ce que chacun à votre tour, vous pouvez un petit peu nous donner votre définition de ce que c'est ou ce que sont les jumeaux numériques ? On reprend la mode, on commence par Sylvain.
Chez DS, le jumeau numérique, c'est vraiment un modèle de performance du navire, de comportement du navire. Tous les systèmes qu'on met à bord des navires, on s'appuie sur des jumeaux numériques parce qu'on a besoin de comprendre comment va se comporter le navire sur l'eau, dans les vagues, soumis au vent. Quand on fait des autopilotes, on fait du model-based control, donc c'est du contrôle basé modèle, ce qui nous permet d'être plus fin dans le pilotage. Et pareil, quand on fait du routage météo, on s'appuie sur un modèle de performance du navire. Donc pour nous, c'est vraiment un modèle de performance qui peut être une matrice avec plusieurs dimensions, parce qu'on va pouvoir prendre en entrée plein de paramètres différents. La puissance consommée par le navire, quand on parle de navire de commerce hybridé par le vent, elle va dépendre de... à la fois de la vitesse cible qu'on veut atteindre, mais de la force du vent, de la direction du vent, de la hauteur des vagues, de la direction des vagues, et potentiellement de la température extérieure, de la température de l'eau, de plein de différents paramètres. Donc c'est un assemblage de différents modèles. Après, on peut aller encore plus dans le détail sur chacune des briques qui font ce jumeau numérique.
On va parler des données, on va parler des calculs, on va parler de tout ça, mais à la base, c'est un modèle numérique. Pierre ? Comment tu peux enrichir la définition ?
C'est une question qui revient souvent, le jumeau numérique. Tu as eu raison de le dire, Pierre-Yves, en intro, c'est un mot qui est un peu marketing, en effet. Moi, j'aime bien dire que c'est une représentation numérique, digitale, d'un système physique. Un système physique peut être un bateau, une voiture, un mât, ce qu'on veut. Le numérique, le digital, va tenter de reproduire les phénomènes. qui peuvent intervenir dans ce système physique. Et toute la question, comme disait Sylvain, c'est de trouver les bons paramètres, trouver les bonnes entrées pour recueillir en sortie du modèle numérique les bonnes sorties qui nous intéressent. Je fais un rapide parallèle avec ce qu'on fait chez OZE. Nous, on commence toujours par faire des jumeaux numériques, donc des modélisations de systèmes physiques pour comprendre, pour savoir comment le système fonctionne, quels sont... les principaux challenges, les principales contraintes qui sont liées à ce système, avant de mettre ça dans les mains de nos mathématiciens, qui vont faire des maths appliquées, qui vont faire des algos, et qui vont essayer de résoudre ce problème. Et donc on a toujours besoin de cette première étape de physique. Tu disais qu'il y avait plein d'ingé chez VPLP, ça ne m'étonne pas, on a besoin de comprendre la physique avant de pouvoir résoudre mathématiquement le problème. Et donc cette étape de physique, c'est la construction du jumeau numérique.
Très bien, Xavier ? Ce n'est pas évident de passer en dernier. Je pense que déjà, avec le début de tour de table, on a plutôt bien exploré le sujet. Tu vois, moi, j'aime bien la... la définition assez succincte de dire que c'est une copie numérique d'un système réel. Et après, copie numérique, il peut y en avoir de plein de types différents pour un seul et même système, en ayant plutôt un focus performance, plutôt un focus chaîne énergétique, plutôt un focus structure. Et en fait, des jumeaux numériques, il y en a partout dans l'industrie. On en parle beaucoup dans notre écosystème à nous récemment, mais c'est un terme marketing qui est omniprésent dans d'autres industries et dans des... dans des chaînes de conception très différentes, avec des axes plutôt très énergétiques, même production, chaînes de production, etc. Il y a des jumeaux numériques de tout un tas de procédés finalement. C'est vraiment répliquer un système réel de façon numérique sur un ordinateur.
C'est la modélisation numérique d'un système qui existe dans la vraie vie. Alors pourquoi on parle de jumeaux numériques ? Je m'arrête un tout petit instant sur ce côté marketing que vous avez soulevé, Pierre. Pierre-Xavier, pourquoi ce terme-là, la modélisation numérique, ça existe depuis quelques années. Pourquoi est-ce que le terme jumeau numérique est un petit peu à la mode et est presque plus utilisé aujourd'hui que celui de modélisation numérique ? Je vais peut-être répondre à ça.
J'ai peut-être un élément de réponse. Le jumeau numérique, tel qu'il est compris, est censé te permettre... d'obtenir des réponses et d'aller prédire des comportements du système. Si tu ne peux pas faire ça numériquement, tu vas être obligé de le faire physiquement, donc tu vas faire des essais, des tests, un bateau de course, un navire de commerce. C'est compliqué avant qu'il soit mis à l'eau de faire des tests. Tu n'as pas forcément envie d'aller casser des pièces pour aller tester leurs limites à rupture ou leur propriété d'élasticité, etc. Donc il y a un espèce de doux rêve dans les cabinets, dans les bureaux d'études. et toujours, de numériser un maximum pour aller tester le moins possible, parce que ça coûte beaucoup moins cher. Et le fait que les puissances de calcul augmentent énormément chaque année, que les moyens de calcul se soient énormément déployés ces dernières décennies, fait qu'on a l'impression qu'on va pouvoir toucher du doigt cette possibilité de faire ce jumeau numérique qui serait, dans l'idéal, dans le monde parfait, un système numérique capable de répliquer.
j'aime bien ce mot de Xavier de répliquer le système réel on n'y est pas au point d'être un jumeau du système réel on est en train dans l'idéal d'être un jumeau effectivement on voit qu'avec toutes
les puissances de calcul comme disait Pierre mais les technos qu'on a maintenant on arrive à se rapprocher de plus en plus du comportement en numérique du comportement réel Alors après, particulièrement sur une modélisation 3D, aujourd'hui, on sait faire des scans 3D, on en fait ensuite un modèle numérique. Je n'en connais pas. Voilà, et qui est hyper ressemblant de la réalité. Donc effectivement, rien qu'en modélisation 3D, on s'approche vraiment du jumeau. Après, effectivement, sur le comportement, on a envie d'y tendre aussi.
Effectivement, c'est menti que je pense qu'il se cache entre ces deux termes. Un modèle, par définition, c'est faux. un modèle physique est faux, on s'approche le plus possible, mais ça reste une... Dans ce terme modèle, en science, c'est faux. Un jumeau, le terme implique intrinsèquement une copie parfaite. Je pense que c'est un peu ça qui fait la différenciation, comme l'évoquait Pierre, avec les moyens de calcul qui augmentent, la capacité de modélisation qui augmente et la précision des modèles qui augmente. On a ce doux rêve de dire qu'on crée non plus un modèle, mais un jumeau. C'est ça, je pense, qui se trame derrière toute cette évolution. Même si, effectivement, ça reste quand même un vœu pieux, mais disons qu'on y travaille.
Très bien. Dans un autre temps, j'aimerais que vous nous expliquiez comment est-ce que... Alors d'abord, si les jumeaux numériques sont applicables dans vos secteurs respectifs à peu près à tous les modèles réels, est-ce qu'on peut faire un bateau en entier est-ce qu'on fait des parties d'un bateau est-ce qu'on fait des parties d'ingréments à quoi ça s'applique, quel est le champ d'application est-ce qu'il est total ou est-ce que ça fonctionne bien et très très bien que dans un certain nombre de cas et est-ce qu'on priorise les cas où ça s'utilise, ça c'est la première chose et ensuite du coup peut-être pour l'illustrer est-ce que vous pouvez nous donner des exemples très très concrets cet outil-là il peut s'appliquer dans la conception... et ensuite même l'utilisation d'un bateau à voile, que ce soit un bateau de course ou un bateau de transport maritime propulsé par le vent, est-ce que ça peut s'appliquer à l'ensemble du bateau, que à certaines parties, et comment on fait ces choses-là ? Et donc si vous avez quelques exemples pour illustrer ça, ça serait vraiment parfait. Je pense que le flux des bêtes, on va faire plusieurs fois le tour, parce que vous avez tous plein d'exemples, mais je ne sais pas lequel de vous trois veut commencer avec un exemple. Précis d'ailleurs, vous avez tous des exemples assez différents. Vas-y Sylvain, je sens que...
J'avais commencé un petit peu à en parler tout à l'heure, mais effectivement, le jumeau numérique est au cœur de notre système. Quand on fait un système comme sur Canopée, qui permet de faire la navigation sur les cartes marines, de faire l'optimisation de la route avec le routage, et ensuite le suivi de la route avec l'autopilote, le jumeau numérique, ce modèle de performance, il est au cœur du système. Parce que quand on calcule la route, forcément, on a ce modèle de performance, on va choisir la meilleure route en fonction des vagues, du vent, des contraintes opérationnelles et du modèle de consommation du navire. Et quand on le pilote, pareil, on va chercher les meilleurs points d'équilibre du système. Et alors, pour se nourrir ce jumeau numérique, on a besoin de différents modèles. Le modèle de résistance à l'avancement, le modèle de résistance à jeter sur roue, le modèle de fartage, le modèle de... de pousser des voiles quand il y en a, de la chaîne propulsive, et on fait cet assemblage de tous ces modèles pour créer ce jumeau numérique, ce modèle de performance, in fine.
Donc là, en l'occurrence, pour répondre à ma question, tu fais travailler ensemble plusieurs modèles numériques, plusieurs modèles de simulation numérique, ensemble, sur toute la chaîne que tu viens d'évoquer, pour proposer une utilisation finale un peu plus globale. Je résume avec mes mots.
Oui, c'est ça. Tous les modèles, on va les assembler, on va résoudre une équation d'équilibre. Et en résolvant cette équation d'équilibre, on va trouver plein de points de fonctionnement qui vont créer cette matrice de points d'opération qui sera notre modèle de performance.
Et à la sortie, ça donne un outil d'utilisation pour les gens sur le bateau ?
C'est leur autopilote, c'est leur routeur, c'est leur outil de navigation.
C'est tout l'outil de navigation quand ça marche. Pierre ?
J'ai un exemple complémentaire qui me vient à l'esprit. Je vais faire un peu de pub pour des amis de l'Orientat, des FIRABORÉ, qui sont partiellement amateurs de canopées, dont vous avez parlé. Le projet MERVAN, c'est un projet du premier porte-container à voile avec les LCWS, avec un carburant métanol, diesel-méthanol, avec un système de capture de carbone qui devrait être mis à l'eau en 2026-2027. D'ailleurs il y a un bel article de Thibaut Teilhard ce matin dans Le Marin, je fais encore un peu de pub à ce sujet. Dans ce projet nous OZE, on est en charge de faire un logiciel d'optimisation énergétique en opération. C'est-à-dire que, à bord, pendant la nav, l'équipage veut avoir accès à un certain nombre de recommandations sur différents composants du bord. Donc ils vont être... la barre, les machines, l'hôtel load, le carbone capture système, l'aspirateur à CO2 qui est au cheminée. Et en navigation...
Juste pour bien expliquer, le carbone capture système, il rentre dans l'équation énergétique parce qu'il est très consommateur d'énergie. Tout le monde n'est pas spécialiste. Moi, je le sais parce que tu me l'as expliqué, mais c'est un paramètre de cette équation-là parce qu'il est très consommateur.
Exactement, et comme disait Sylvain, il y a une équation générale qu'on va essayer d'optimiser, c'est-à-dire je veux faire tel trajet de A à B en minimisant mes coûts ou en minimisant mes émissions, en minimisant ma consommation, et pour arriver à cette optimisation, à trouver ce point d'optimum, c'est-à-dire j'ai navigué de telle manière en utilisant du routage, en minimisant la conso sur telle machine à tel moment, en utilisant le carbone capture système entre tel point et tel point, donc toutes ces manœuvres et toutes ces opérations en navigation, Elles sont identifiées, calculées par un système numérique, qui est le jumeau. Le jumeau a nécessairement besoin de se baser sur plein de modélisations différentes du carbon capture system dont tu viens de parler, en s'appuyant sur le modèle navire que Sylvain a détaillé, avec le modèle de consommation, avec le comportement du navire, avec la contribution des ailes, les interactions des ailes entre elles, etc. Une modélisation des moteurs. Le fait est qu'on ne peut pas modéliser parfaitement, aux petits oignons pour reprendre l'expression de tout à l'heure, chacun de ses composants. On ne peut pas aller dans une modélisation extrêmement fine, aussi fine que Vartila le ferait par exemple des moteurs. Ça prendra énormément de temps à calculer à chaque fois qu'on veut refaire une route et qu'on relance un routage. ça prendrait 10 minutes et l'équipage ne veut pas. Donc on est obligé de passer par une étape qui s'appelle des modèles réduits. Et donc l'enjeu de l'ingénieur va être systématiquement de trouver le meilleur niveau de modélisation mais qui permettra d'arriver au juste besoin. Avoir un niveau de modélisation qui soit suffisant mais qui soit le moins gourmand possible en temps de calcul. Et donc ça va nécessiter l'assemblage de toutes ces briques différentes, indépendantes, mais qu'on met ensemble. dans la logique d'optimisation globale d'une navire. Parce qu'en fin de compte, le client final, que ce soit l'armateur ou la fretteur, veut réduire quelque chose, des coûts, des émissions, mais il s'en fiche de la manière dont on l'a fait, il veut juste que, à la fin, ses OPEC soient réduits.
Et surtout, il veut l'outil qui lui permette de faire ça. On reviendra un petit peu sur le transport maritime et le fait que la... l'arrivée de la propulsion vélique dans le transport maritime et les contraintes réglementaires de plus en plus importantes font que les équations se complexifient et donc du coup, il faut utiliser de plus en plus de simulations juste avant. Xavier, pour parler un petit peu moins de transport maritime et du coup un peu plus de course large, même si vous êtes chef du transport maritime chez VPLP, vous, cet outil-là de modélisation numérique, il est maintenant utilisé de manière très commune. Alors, est-ce que tu peux nous expliquer un petit peu justement comment vous l'utilisez ? Et surtout, bien nous raconter comment aujourd'hui, même si vous avez un simulateur qui s'appelle SID, qui est pour le coup un très gros modèle numérique, comment vous travaillez et surtout comment vous travaillez de manière un peu fine sur certains paramètres du bateau, certaines parties des bateaux que vous dessinez ?
Oui, alors déjà, je pense que c'est important de plutôt… de ramener ça au pluriel. En fait, jumeau numérique, je mettrais un X d'abord et un S ensuite. Tu as parlé de CID, effectivement, c'est un jumeau numérique qu'on utilise et on va essayer d'utiliser des modèles différents suivant les questions qu'on se pose, je pense que ça a déjà été évoqué, et suivant qu'on s'intéresse à prédire le comportement dynamique et l'aspect performance d'un navire, effectivement, c'est CID qu'on va utiliser. CID dans un cadre de temps réel, c'est-à-dire si on a des contraintes. de simulation en temps réel, et effectivement on utilise ce simulateur-là, qui nous semble être un juste compromis entre précision et temps de calcul pour avoir une réponse temps réel et donc une interaction possible avec l'utilisateur. Donc là on essaye de modéliser toutes les physiques qui s'appliquent sur un bateau dans un niveau de modélisation le plus avancé possible, donc tous les aspects hydrodynamiques des coques, des appendices, l'aéro, des systèmes de contrôle. pouvoir également pluguer, et c'est là où c'est rigolo, parce que c'est un mix entre jumeaux numériques et systèmes physiques, mais on s'autorise aussi à pluguer des systèmes réels sur le simulateur, pour venir finalement hybrider la simulation, et avoir des systèmes vraiment réels, physiques, qui sont le plus proche possible, voire quasiment exactement identiques à la vraie vie, comme par exemple des pilotes auto, on vient brancher une boîte d'un pilote auto, d'un fournisseur, de vraiment le hardware dans la boucle de simulation. Donc ça c'est un exemple. de jumeaux numériques. Et pour le côté pluriel, il y en a d'autres. Si on s'intéresse à de la performance statique et de l'optimisation de performance, on est plus du côté des VPP, qui sont un acronyme bien connu aussi, mais qui reste un jumeau numérique extrêmement employé aujourd'hui. Là, l'objectif, c'est de comparer un grand nombre de configurations et optimiser les réglages. Il y a aussi tous les jumeaux numériques d'un point de vue structure, qui peuvent être couplés aussi aux modèles de performance. Finalement, comprendre la déformée d'une structure. et comment ça impacte la performance d'un bateau, c'est au cœur des problématiques de poursuites larges, notamment pour les appendices, où cet aspect-là est vraiment fondamental, pour les plateformes aussi. Donc on voit qu'en fait, il y a tout un tas de modélisations possibles. Et comme tu l'as rappelé, effectivement, ces modèles-là, et notamment CIDE, aujourd'hui sont au cœur de l'activité d'Architecte Naval, pour tester. En fait, c'est un peu notre maquette, c'est nos maquettes, on teste des maquettes, on évalue des maquettes. sans les casser, sans avoir le temps de production, et on compare. On fait de l'analyse de données, on fait, virtuellement, on fait naviguer des transats. En gros, un week-end de calcul, c'est une transat à l'air-tour, statistiquement, en termes de milles qu'on peut parcourir et qu'on y soit rencontrés. Donc, on voit qu'on peut agréger quand même pas mal de données et tester des choses en amont. C'est comme ça que c'est beaucoup employé du côté consul. Très bien.
Jusqu'à quel point on peut... on peut utiliser cet outil des jumeaux numériques de manière globale ? Parce qu'on voit bien que vous, vous travaillez tous sur des... Alors, chez le PLP, vous avez un modèle numérique un peu global qui est le simulateur au final, mais jusqu'à quel point on arrive à modéliser globalement un système réel et jusqu'à quel point... il y a une sorte de verticalisation des jumeaux numériques, c'est-à-dire que vous pouvez simuler numériquement une toute petite partie d'un système. Qu'est-ce qui est pertinent dans le bon dosage de la taille du système que vous voulez simuler ? Parce qu'on y reviendra juste un petit peu après. Il y a des coûts qui sont élevés, parce qu'il faut la puissance de calcul, et puis il y a un problème de données à l'entrée. C'est quoi la bonne... le bon dosage en matière de taille de système à signer.
J'ai l'impression, excusez-moi, je... Il n'y a pas forcément de... En tout cas, nous, on ne voit pas l'enjeu comme étant de modéliser en one shot l'entièreté du système, en tout cas en modélisation directe. L'enjeu est de choisir les effets qui sont prépondérants dans le comportement qu'on veut prédire. également choisir ce qui est calculé en direct de ce qui est calculé en amont et réinterroger par la suite. Et c'est là où on peut avoir des méthodes mixtes entre de la modélisation directe avec un modèle physique qui tourne et des modèles boîte noire, métamodèle, c'est-à-dire qu'on fait en amont beaucoup de calculs sur peut-être une modélisation plus avancée qui coûte beaucoup plus cher en temps de calcul, qui va prendre par exemple une semaine de calcul pour une simulation qui est in fine et va prendre une minute. N'empêche, cette semaine-là, on la met... On en fait une représentation mathématique, on la représente comme une boîte noire qui, elle, est pluguée dans l'environnement de simulation globale. C'est cet assemblage de différents types de modélisation qui permet d'élargir le spectre de ce qui est représenté, mais pas forcément tout d'un coup au sein de la même boucle de simulation. Sylvain et Pierre, vas-y.
Pierre, en premier, vas-y.
Je peux peut-être essayer de compléter. Il y a un mot qui a été employé tout à l'heure, la donnée. Je crois que c'est Xavier qui l'a employé. Il faut rester très humble avec un jumeau numérique parce que je ne sais plus qui disait qu'un jumeau numérique est toujours imparfait.
Évidemment,
une modélisation physique, par exemple une modélisation numérique, ça a toujours ses limites, toujours les points sur lesquels on n'est pas sûr, des zones du domaine de vol dans lesquelles on pense que le modèle est moins précis. Il y a un deuxième game changer, je pense, après la puissance de calcul dont on parlait tout à l'heure, c'est la prise de conscience que la donnée est utilisable et peut être valorisée intelligemment. C'est compliqué de mettre des capteurs, on le sait tous, c'est cher, il faut les maintenir, il faut les calibrer, il faut savoir le bon endroit où les mettre. N'empêche que dès qu'on a des capteurs, on a des données et c'est toujours très intéressant. Et tous les jumeaux numériques qu'on utilise, systématiquement, dans la mesure du possible, on pousse le client à instrumenter l'asset qu'il a, que ce soit un bateau, un navire, etc., pour recueillir de la donnée, pour aller alimenter le jumeau numérique, si on peut l'appeler comme ça. Donc en fait, le système qui évolue au cours de la vie du système physique et qui va s'enrichir, qui va se préciser petit à petit. Et donc, en faisant ça, on essaie de converger vers, pour le coup, une hygiémérité parfaite entre le jumeau et le système physique. Et ça, cet accès à la donnée, il est... Ce sont des nouveaux métiers, ce sont des méthodes qui évoluent en permanence, mais c'est une source d'informations hyper intéressante, hyper riche, et qui est possible aujourd'hui, encore une fois, avec les moyens d'analyse qu'on a à disposition.
Oui, et pour compléter, effectivement, il y a un peu deux phases, il y a le pré-design et puis après la vie du navire. Effectivement, pendant la vie du navire, on a accès à toute cette donnée, et on peut du coup recaler, on parle beaucoup de recalage. le recalage du jumeau numérique en analysant toutes les données de navigation des navires. Et je dirais qu'aussi pendant la phase de design, le driver, c'est un peu le coup. Effectivement, tu as dit que les méthodes de calcul, certaines pouvaient coûter très cher. Et quand on entend Xavier qui dit, une minute de simulation va prendre une semaine, on imagine bien que cette semaine de calcul, elle a un coût. Donc c'est aussi ça, un des drivers, c'est ce que le client, où est-ce que le client va pouvoir... Placer son curseur en termes de budget pour la modélisation et la fidélité qu'il veut atteindre dans la modélisation de son système.
l'enjeu des vas-y pardon je t'ai coupé Sylvain non mais j'allais dire effectivement un autre exemple là où on connait aussi un peu des limites aujourd'hui c'est sur la résistance ajoutée sur houle la résistance qui va le connaître le navire à l'avancement dans la houle et ça il y a différentes méthodes qui existent et aujourd'hui on est obligé de passer par des sous-prétenances parfois avec des instituts comme le marine aux Pays-Bas et des prestations qui coûtent quand même assez cher et après là La méthode au-dessus, ce serait de la CFD, mais là, ça serait encore plus cher. Et on parle parfois en mois de calcul. Et donc, c'est vraiment ça. On peut aller loin dans la fidélité, mais il faut avoir le budget qui va bien.
Et forcément, la quête vers la démunité parfaite, elle a un coût. Et c'est aussi pour ça qu'il n'y a pas forcément d'intérêt à aller au bout de cette quête. Sur l'enjeu des données, il faut peut-être s'arrêter un tout petit peu dessus. C'est-à-dire que c'est notamment dans la course que les bateaux, notamment les foils ou les mâts ou même les tueurs des bateaux, sont de plus en plus instrumentés. Mais il faut aussi que ces données soient rafraîchies régulièrement, qu'elles soient de qualité. Et ça, aujourd'hui, pour que le fonctionnement et l'utilisation pertinente d'un géomètre numérique soient efficaces, il faut non seulement que l'équation ou l'actualité algorithme qui va cruncher les données soit bon, mais aussi que les données à l'entrée soient de qualité. Juste si on peut s'arrêter un petit peu là-dessus. Et du coup, c'est une boucle un petit peu permanente de nutrition du modèle avec de la donnée. Xavier ?
Oui, effectivement, il y a plein de méthodes possibles de mise en données et de création des modèles. Je pense que dans la majorité des cas, aujourd'hui, en tout cas dans ce qu'on fait, ça part de modèle physique. Au début, le jumeau est disjoint du système réel. Et effectivement, plus le temps passe, plus on montre la livraison d'un jumeau numérique pour un système et son état trois ans plus tard en travaillant en lien avec l'opération de ce système, par exemple la navigation d'un bateau de course. L'utilisation des données du bord nous permet petit à petit de recaler et d'augmenter la précision de certains modèles. Effectivement, la quantité de données qu'on reçoit et leur qualité nous permet d'aller analyser tout un tas de paramètres, d'équilibres généraux, de contraintes dans des systèmes pour aller éventuellement affecter l'un ou l'autre des modèles de modélisation. C'est un travail qui est long et fastidieux, ardu. Surtout quand on a des systèmes de modélisation, j'allais dire PhilX-based, quand c'est basé sur des modèles physiques, tu ne viens pas toucher directement une loi de physique. Donc il faut trouver les... On parlait tout à l'heure de modèles réduits aussi, c'est une méthode qui permet d'aller affecter certains paramètres de modélisation sans changer la physique qui est derrière. C'est plutôt travailler sur des inputs, travailler sur des mises en données qui permettent de reproduire un comportement mesuré.
J'ai peut-être un exemple. L'illustratif de cette question de Pierre-Yves sur la manière d'utiliser la donnée, la manière d'utiliser la donnée est primordiale évidemment. On a l'habitude de faire ça, nous chez OZE, les clients viennent, par exemple je pense à des projets dans l'industrie offshore, les clients viennent avec beaucoup de données sans savoir vraiment si elles sont fiables, sans savoir vraiment à quoi elles pourraient leur servir. Et donc nous on va l'analyser. Mais comme on n'a pas la science infuse et que nous ne sommes pas les experts justement de l'industrie offshore, dans ce cas présent, de leur métier, c'est eux qui ont en tête toutes les contraintes métiers, toutes les contraintes opérationnelles, toutes les subtilités d'utilisation de leur navire, etc. En fait, c'est toujours un travail conjoint. Et Xavier, d'ailleurs, j'ai en tête un projet qu'on a fait ensemble. Il faut toujours que lier le data analyst, le data scientist, qui lui sait très bien quelles sont les méthodes de maths appliquées qu'il faut faire, qu'il faut utiliser pour faire parler les données et... utiliser la bonne action des données. Et il faut aussi l'expert, le sachant du domaine, qui lui saura te dire, alors attends, là, je sais que le capteur, la jauge des formations qu'ils ont mises dans le mât, elle n'est pas tout à fait bien placée, ou elle sous-estime cette valeur. Ce qu'on a mis dans le foil ici, ce n'est pas terrible parce que je sais que dans telle condition de navigation, l'information est erronée, ou tout ce genre de... Comment dire ? Ouais, non, d'informations enregistrées par le sachant, par l'opérateur lui-même, qui viennent compléter le travail de maths appliquée du data scientist. Et en fait, l'un ne peut pas laisser en l'autre. Le sachant, le skipper, ne va pas pouvoir analyser lui-même ses données, le data scientist ne saura pas analyser les données tout seul, puisqu'en fait, il ne sait pas tout bêtement comment fonctionne un trémant. Je pense que c'est hyper important d'avoir en tête cette dualité. On ne peut pas espérer arriver à des objectifs, une analyse parfaite, faire parler des données de manière extrêmement profitable, sans se dire qu'il faut se mettre autour de la table et s'expliquer comment ça fonctionne, en gros, les règles métiers.
Sylvain, tu voulais compléter tout à l'heure ?
Mais non, pas plus qu'effectivement, il y a un enjeu sur cette donnée. On le voit avec les premières navigations de canopées, sous-voiles, enfin sur les voiles d'abord, avec les voiles, le post-traitement qu'on fait de toute cette donnée. Là, le petit avantage qu'on a quand on fait des systèmes de navigation comme ça, on est connecté au capteur de navigation, on est connecté à la machine, au safran et tout. Donc on a pas mal de données qui remontent et on peut traiter tout ça. Et ça nous permet de réaffiner effectivement les modèles. pour les prochaines navigations.
Et là, par exemple, sur Canoplay, le rafraîchissement du modèle, entre guillemets, avec les données, il se fait en temps réel ou il se fait à intervalles réguliers ? Parce que là, on est sur un très gros bateau qui est très équipé, etc. Le rafraîchissement se fait immédiatement, en permanence ?
Il peut y avoir deux niveaux. Effectivement, il y a un rafraîchissement real-time qui est vraiment juste basé sur de la data. et en réalité ça consiste en corriger des offsets. Et après des navigations, là où on peut cumuler beaucoup de données, là on va pouvoir faire plutôt des rafraîchissements qu'on appelle physics-based, effectivement on va aller recaler les modèles physiques. Ou les modèles réduits, quand on a un modèle réduit, ou c'est une formule mathématique, on a des petits coefs sur lesquels on peut venir jouer, et on va recaler comme ça nos modèles. Et ce modèle, ce recalage plutôt physics-based, on va le faire plutôt tous les 6 mois. Après, ça demande aussi de la connectivité. Donc, soit le navire, il a ses capteurs à bord, et s'il a une très bonne connectivité, les données sont poussées sur des serveurs. Et on pourrait imaginer, toutes les semaines, tous les jours, retourner ces boucles de recalage. Mais après, tout ça, c'est un coût aussi, le coût de serveur. le stockage de la donnée, le traitement de la donnée.
Une petite question de Néophyte, est-ce qu'il arrive que l'écart entre le jumeau numérique et la réalité soit plus important que prévu ? Est-ce que la première itération, votre première projection, et la réalité, est-ce qu'il arrive qu'il y ait des écarts importants ?
Bien sûr.
Non, jamais. On a bon du premier coup. Quand on vend le meilleur jumeau numérique,
on n'a pas le droit à l'erreur.
Vas-y,
Pierre. Oui, mais je pense que Pierre...
Donc, la question est de connaître les limites de ton jumeau numérique, de ton modèle. On l'a dit plusieurs fois, un modèle, ça a des limites, ça a des zones de fonctionnement qui sont très bonnes, d'autres qui sont moins bonnes. La clé, c'est de savoir distinguer là où il est bon et là où il est moins bon. Et donc de pondérer ça. Et après, dans tes algorithmes, de dire, je fais très confiance à cette zone, ce domaine de vol, ce domaine de fonctionnement, je fais beaucoup moins confiance à cette autre partie. Parce que je sais que mon modèle est moins bon. Je pense qu'elle est là, la clé. Arriver chez un client et dire, mon modèle est parfait, et vous pouvez y aller les yeux fermés, vous n'avez même pas besoin de mettre les mains dedans, tout va se passer exactement comme vous espérez, tu peux le faire, mais... qui ne dure pas longtemps en France.
On peut rajouter à ça aussi, typiquement un exemple, c'est le fouling sur les bateaux de commerce. Alors la course au large, ils le connaissent peut-être moins parce qu'ils vont toujours être prêts à nettoyer leur coque. Mais dans le shipping, le fouling a un impact assez monstrueux sur la performance des navires in fine. C'est des choses qui sont peut-être moins bien modélisées. Elles font partie de l'équation. moins bien modélisé, du coup si le navire lui n'est pas clean comme on l'imagine dans notre modélisation, clairement on peut voir des écarts assez importants.
Tu veux dire que c'est l'encrassement de la côte ? Oui,
c'est l'exemple là. Le fait de la côte,
voilà. En termes de coûts, c'est un impact significatif puisque le bateau va beaucoup moins vite. C'est ça que tu dis.
C'est un impact significatif. et ça aurait un impact en coût s'il fallait nettoyer parce qu'il faut envoyer soit mettre le bateau à sec, soit envoyer des robots,
des plongeurs.
et l'encrassement de la carène est complexe à modéliser quoi en fonction des endroits où tu passes la chaleur de la mer et ne m'imagine pas forcément le ce type de l'état d'avis et toi je me dis que dans la voile quand un bateau casse ou qu'un mal au moins des compositions quand un bateau casse aucun aucun qu'un mac as comme ça vient d'arriver tout récemment c'est que le c'est que le limo numérique n'avait pas prévu qu'en naviguant grand voile haute et grand voile haute et sous J3 dans le T3 de Gibraltar, le man ne tient pas ? Je suis...
Ouais, alors, sur cet exemple précis, j'ai aucun...
Non, non, c'est pour dire que du coup, le man ne tient pas forcément.
Ouais, l'analyse des casques mécaniques, c'est toujours un jeu compliqué. Oui,
il y a deux paramètres hyper importants.
Et ça me fait faire le lien avec la question précédente qui était, est-ce que parfois les jumeaux sont faux ? La réponse est évidemment oui, trop souvent,
et notamment par… Est-ce qu'il peut y avoir beaucoup d'écarts entre le jumeau et le jumeau ?
Oui, il y a un enjeu d'exhaustivité dans le suivi des systèmes qu'on traite. C'est-à-dire que tu as un jumeau qui tu penses être juste un jour, et derrière le système il évolue. sur des paramètres très très très idiots, à la base de tout, par exemple un centre de gravité qui bouge parce que le bateau a des équipements qui changent, des changements structurels, une hélice qui change. On a eu des cas où on pensait être bon en propulsion sur un navire relativement simple de plaisance. Et en fait, ça vaut avoir toute une chaîne propre, faire une mise en données la plus propre possible si tu n'as pas la bonne hélice dans ton modèle. Parce qu'en fait, il y a eu un manque de communication, de transmission d'infos qui fait que tu n'as pas la dernière forme, tu es fichu. Donc pareil sur les systèmes mécaniques, tout le suivi des structures, le suivi de l'intégrité, le suivi des impacts potentiels qu'il y a pu avoir sont majeurs dans ces suivis-là. C'est assez vertigineux dans le suivi et dans le nombre de paramètres qu'il faut contrôler. dans l'histoire d'un système finalement.
Et vous arrivez justement à... Je te redonne un peu juste après, mais juste pour rester là-dessus, parce que c'est une problématique assez classique dans le dialogue entre un architecte et une équipe de course, vous arrivez quand même à avoir justement ces changements de données et même les données de navigation pour pouvoir vous recaler vos...
Oui, je pense que...
Vos liens numériques.
Justement avec ce... C'est simple. En fait, c'est presque un cercle vertueux. Le fait qu'on appelle ça un jumeau numérique maintenant, ces systèmes-là sont de plus en plus appréciés par nos interlocuteurs. Tout le monde en voit l'intérêt. Nous, en interne, bien sûr, les clients aussi dans leur usage personnel. Donc oui, tout le monde voit l'intérêt d'échanger et de communiquer pour faire en sorte de garder la gemellité parfaite le plus longtemps possible au cas de l'améliorer avec le temps. ouais ouais c'est vraiment des axes de travail je pense qu'ils ont beaucoup évolué ces dernières années on n'est plus dans le on n'est plus dans le dans le chacun chez soi quoi donc en vue de data qui avait un peu de rétention parce qu'ils étaient ils pouvaient être à partager leurs données quoi tu montres que la donnée a utilisé à bon escient et en fait quelque chose c'est ça la clé la valeur
Sylvain qui voulait terminer je voulais dire qu'effectivement un décalage entre le jumeau numérique et la réalité peut aussi venir d'un problème sur la réalité un défaut de fabrication un défaut de fonctionnement d'un moteur et finalement les jumeaux numériques sont là aussi pour ça, pour entendre de plus en plus parler de maintenance prédictive ou de baser sur du traitement de données et d'intelligence artificielle et bien ça part de là un peu aussi et c'est on arrive en quittant la donnée et en comparant ça à comment le système aura dû se comporter avec notre jumeau numérique à déceler des défauts de fonctionnement alors peut-être que finalement il y avait un défaut de fabrication dans le mât de Jitala on le saura peut-être plus tard mais enfin c'est peut-être des défauts comme ça
Et Pierre, tu voulais compléter ?
Si je peux illustrer le bénéfice que peut apporter ce genre d'analyse à l'utilisateur final sur un projet qu'on a fait. On s'est rendu compte que l'analyse des données nous a permis de suggérer aux fabricants d'aller modifier l'emplacement des capteurs qu'ils avaient initialement mis dans le composant dont on parle. Ce qui est assez intéressant parce que l'utilisateur te met à disposition des données, tu les analyses et en retour tu vas lui dire, en plus de cette analyse, je peux te faire des suggestions de design ou d'instrumentation. C'est exactement le cercle vertueux auquel tu fais référence, David. Je pense qu'à terme, on arrivera de mieux en mieux à échanger sur toutes ces connaissances métiers, cet intérêt de la donnée, cet intérêt du jumeau, du numérique, couplé au réel et à l'information réelle. Et ça devrait faire progresser tout le monde. C'est vers là qu'on tend, je pense, dans le comportement maritime et dans la course au large.
Est-ce que vous intégrez, dans les jumeaux numériques que vous concevez et que vous développez, justement, vous intégrez le fait que... la réalité n'est pas aussi pure et parfaite qu'elle ne devrait être, c'est-à-dire des erreurs de manipulation, une maintenance qui n'est pas optimale, etc. Un peu comme dans les polaires, quand on navigue et qu'on fait un routage et qu'on a une polaire, on dit, moi, là, je suis un peu claqué, je vais naviguer, faire mon routage avec une exploitation à 80% de la polaire, par exemple. Est-ce que ça se fait aussi ? Est-ce que le... Le paramètre de fonctionnement du modèle réel n'est pas aussi optimum que le modèle numérique.
Oui, effectivement, j'ai deux exemples qui me viennent en tête, très différents l'un de l'autre. D'ailleurs, on a parlé de fouling, mais ça, on le prend en compte, on le calcule. On prend en compte quand il y a une vitesse contractuelle, une puissance moteur, une puissance vélique contractuelle, on prend en compte que le bateau va opérer avec du fouling. Après, il y a différents niveaux, mais c'est tout à fait anticipé et on sait que la réalité sera imparfaite. Un deuxième exemple très lointain, c'est sur de l'optimisation de réglages et de performances. Si dans une boucle d'optimisation de performances, on trouve un super résultat, une super architecture, mais qui est très pointue, qui demande un réglage parfait et dès lors qu'on s'écarte de ce réglage-là, il n'y a aucune stabilité dans les résultats, ça manque de robustesse. Donc ça, c'est des résultats qui sont écartés, on a des méthodes pour justement vérifier la robustesse des réglages ou des architectures au sens large, pour avoir une performance homogène et qu'on ne demande pas à un système industriel d'être réglé au dixième de degré, avec des systèmes mécaniques industriels, avec des contraintes de coût importantes, ou un navigateur solitaire d'aller régler. De régler en colonne.
Je peux ajouter quelque chose sur cette intégration du paramètre du facteur humain. Nous, on a une approche en général statistique à ce sujet, c'est-à-dire qu'on va proposer des conseils en navigation aux opérateurs, en naviguant, qui sont basés sur des probabilités d'occurrence d'un phénomène. C'est-à-dire, la probabilité d'occurrence de telle dépression sur ton chemin, elle est de temps en utilisant... plusieurs modèles météo, voilà ce qui risque de t'arriver sur le nez. La probabilité que tu aies du roulis de telle sorte et qu'il y ait un risque de perdre des containers, elle est de temps. Et après, libre à toi de choisir, je vais dans cette zone ou je n'y vais pas. Et l'opérateur, lui, en fonction de son expérience, en fonction de la confiance qu'il y a dans l'équipage, va choisir s'il accepte d'aller dans une zone où le roulis risque d'avoir une probabilité supérieure à 80%, ou si au contraire, il préfère rester dans une zone. ou puisqu'il est chargé avec peut-être un chargement à trop de le rajouter, ou je ne sais rien, s'il préfère rester dans une zone où le roulis n'a que 4 chances sur 10 de se produire. Donc on apporte ces espèces de réglages, de potentiomètres dans les algos, de manière à ce que l'équipage puisse lui-même choisir, dans mes consciences, le risque qu'il prend.
Très bien. Sylvain, tu voulais compéter, je crois ? Non,
je plussois. effectivement le facteur humain il entre clairement dans l'équation in fine de l'optimisation de l'opération et de la navigation c'est quoi les vas-y vas-y si je devais rebondir ça serait peut-être sur là aussi sur les finalement les algos de routage maintenant dans la course au large la méthode la plus utilisée c'est les isochrones c'est un algorithme mono-objectif et de tout ça on a des algorithmes De plus en plus, on travaille sur des algorithmes multi-objectifs où on va finalement pouvoir prendre d'autres paramètres. en considération et typiquement le facteur humain, la fatigue du skipper serait un des paramètres à prendre en compte et après c'est l'étape d'après,
c'est l'algo de routage qui exploite le jumeau numérique de l'humain et du bateau ça veut dire qu'il faudrait des données sur l'humain et autant on met plein de capteurs sur les foils et sur les structures on commence tout de suite on commence à en avoir arrivé
Alex Thompson avait sa montre connectée voilà,
Damien Seguin va en avoir sur le Pour en avoir un petit aparté, on a animé une conférence pendant le défi Azimut où justement Daniel Seguin racontait, et avec des scientifiques qui l'accompagnaient, à quel point justement la modélisation du comportement humain allait devenir intéressante et qu'on allait pouvoir couper une polaire du skipper à la polaire du bateau. Donc dire, ok, en théorie, il fallait empanner à 4h du matin en plein milieu de ton sommeil. avec un risque important de rater ton emballage. Peut-être que si tu... À 6h du matin, tu seras plus frais et le risque de casser sera plus faible. Donc, il vaut mieux faire ton emballage un peu plus tard. Ça passera quand même. Bref, le jour où on attaque les jumeaux numériques d'humains, ça va être... Ça sera... On n'en est pas très loin. Alors, justement, je voudrais que vous nous expliquiez un petit peu c'est quoi les tendances en termes d'innovation du côté des jumeaux numériques. C'est quoi la... C'est quoi, vers quoi on tend en ce moment ? Est-ce qu'il y a des pistes de recherche qui sont très importantes, qui sont en train d'arriver ? Est-ce qu'il y a des enjeux centraux, vraiment aujourd'hui et dans les années à venir autour de cet outil-là ? Qui est-ce qui veut se jeter à l'eau le premier sur le sujet d'Aliper ?
Si vous voulez, je pense que, je vais reparler du transport maritime, parce que c'est le milieu qu'on connaît le mieux. Le transport maritime subit des réglementations, je le disais en intro, qui sont de plus en plus strictes, avec 15 ans de retard sur l'automobile. L'automobile, aujourd'hui, on parle depuis plusieurs années d'automatisation. Ça vient difficilement pour plein de questions réglementaires, etc. Néanmoins, la question d'automatisation, elle est prégnante dans le transport maritime. Et on sent que les acteurs évoluent. Il y a quelques années... Tout le monde avait un seul discours, c'était c'est un milieu très traditionnel, on est à la vieille école, ça n'arrivera jamais, le commandant il se mettra à bord, etc. Les discours évoluent, et de plus en plus, on nous demande d'aller un petit peu plus loin que du conseiller en opération, c'est-à-dire plutôt que le Google Maps qui te dit je te suggère de tourner à droite dans 2 km, mais tu fais ce que tu veux, si tu veux continuer d'aller tout droit, tu peux le faire, c'est à tes risques et périls. C'est aujourd'hui principalement ce qui existe à bord des navires, il y a très peu d'automatisation. En revanche, les cerveaux évoluent là-dessus et on nous demande de plus en plus de travailler sur ces thématiques. Je pense que l'évolution va plutôt être là. Évidemment, les conséquences, c'est des réductions d'équipage, c'est des fleet centers à terre et des commandants en retraite qui vont piloter cinq navires à distance. Il peut y avoir plein d'évolutions possibles à bord et à terre. N'empêche que ça... à plusieurs conséquences de notre côté, c'est continuer d'améliorer la maîtrise qu'on a du comportement des naïfs, donc on revient sur le thème principal du jeu monérique, et aussi avoir une robustesse, vous aviez qu'on parlait tout à l'heure de la robustesse des modèles, qui est accrue, puisqu'on ne serait plus là en tant que conseiller, mais en tant qu'acteur véritable. Et donc si ton algorithme parle lui-même et fait agir les machines, le safran, les voiles, etc., dans des boucles de contrôle-commande complètes, le risque lié à ça est plus grand que lorsque tu te contentes de faire du conseil donc c'est du contrôle commande, aujourd'hui évidemment on a un contrôle commande complet intégré je vois sans doute cela comme une innovation principale majeure à venir.
Xavier ?
C'est pas simple comme question c'est pour ça qu'on te la pose C'est pour ça qu'on est là. Évidemment, on continue à travailler, et ça, c'est sans fin, la précision des modèles et la quantité de physique qui rentre en jeu. Une même physique peut être abordée suivant différents angles, différentes précisions, donc ça, c'est constant. Repousser un peu les niveaux de modélisation et trouver les bons compromis de temps de calcul sur un usage. Un axe un petit peu plus nouveau sur lequel on travaille est la possibilité de faire des arrière-tours dans un sens comme dans l'autre entre le système réel et le système numérique. et comment mettre en place des méthodes pour vraiment avoir des flux dans un sens comme dans l'autre et transporter ton jumeau numérique à bord d'un système réel ou inversement transporter la donnée du système réel vers un jumeau numérique pour alimenter tout ça. Et ça, c'est relativement nouveau sur certains aspects dans l'approche. Je pense qu'il y a des choses hyper intéressantes à faire dans cette direction.
Très bien. Sylvain ?
Pour compléter, tout à l'heure j'ai évoqué le côté résistance ajoutée sur roule, qui est un gros axe de travail aussi. Et un autre, c'est les interactions, particulièrement sur le shipping, qui s'hybride avec la propulsion par le vent. C'est toutes ces interactions entre les superstructures et les voiles, les effets de masquage, les interactions entre les voiles elles-mêmes. Là aussi, il y a encore pas mal de travail à faire. Forcément, c'est de plus en plus possible grâce aux capacités de CFD qu'on a et des capacités de calcul. Mais il y a aussi des travaux sur la manœuvrabilité combinée des navires avec la propulsion par le vent, la propulsion mécanique. Et on voit que les bassins d'essai s'y mettent aussi en travaillant sur des setups d'essai avec du bateau, une coque et des systèmes de ventilateurs modéliser l'action des voiles, des efforts sur les voiles, dans le bassin, dans de la houle. Il y a des projets qui se montent autour de ça. Effectivement, Xavier disait que dans la course au large, on faisait un maximum de choses en numérique et via les simulateurs. Dans le shipping, on passe encore, on passe toujours par des bassins d'essai réels. Un canopé, un Eoline, leurs coques ont été testées en bassin. Ça reste toujours le... Le dernier mot, c'est les essais bassins qui viennent valider toutes les modélisations qui ont été faites au préalable.
C'est intéressant, le bassin de Karen n'est pas complètement mort. On a deux petites questions dans le chat. Il y a quelqu'un qui vous demande un exemple de jumeau numérique qui nécessite un modèle 3D. J'ai pu comprendre que le modèle 3D était lui-même un jumeau numérique, mais même relativement simple. Vous allez éclairer notre chanterne. Vous avez un exemple de jumeau numérique qui nécessite un modèle 3D.
Sinon, on parle à l'instant. Les interactions entre elles, comment est-ce que tu vas régler 6L ou 4L qui sont positionnés sur un point ? Tu peux mixer plusieurs niveaux de complexité de méthode et tu peux en particulier utiliser des méthodes 3D, de CFD. C'est l'exemple auquel je pense.
même sans apporter de résolution physique, un modèle 3D paramétré, intégré dans les systèmes et avec des liens cinématiques les uns par rapport aux autres. Pour reprendre l'exemple des ailes, une bonne partie des ailes dans le transport intime aujourd'hui ont des éléments mobiles, et tous ces éléments mobiles sont actionnés par des actuateurs. Donc il y a toute une cinématique et toutes les liaisons mécaniques à modéliser qui sont traitées juste à partir d'un modèle 3D. Quand je dis juste, c'est-à-dire qu'il n'y a pas de modèle... de mécanique des fluides, de mécanique des structures. Et ça, il y a un monde entre un petit modèle 3D où on dessine une surface et un modèle 3D paramétré avec des liaisons cinématiques.
Oui, et puis je le disais tout à l'heure, le modèle 3D est déjà un premier jumeau numérique, un premier niveau de jumeau numérique, et on ne dessine plus les bavières sur les planchers de dessin, on fait des coques en 3D. Pour la stabilité, pour les bases dynamiques, pour les calculs CFD, pour la structure.
Très bien. Une deuxième question à propos des données. Au regard de la volumétrie des données produites par les systèmes de bord, quid du edge computing pour améliorer la précision des jumeaux numériques par des traitements embarqués permanents ? Alors, qu'est-ce qui s'y colle ?
Non, je suis pas la bonne personne pour répondre parce que je pense que c'est très en lien avec des systèmes embarqués dans le transport maritime.
Que tu le mets le doigt. Non,
non, non. Plutôt que de le placer du doigt. Ah,
tu le placer du doigt.
Merci, il est 10h. Il y a un gros enjeu de connectivité, c'est Sylvain qui a mentionné ce mot tout à l'heure. Où est-ce que se fait le calcul d'optimisation ?
Est-ce qu'il se fait à terre, est-ce qu'il se fait à bord ? Quels sont les avantages et inconvénients de chaque ? Et puis il n'y a pas deux configurations en fait, il y a un tas de configurations possibles sur un spectre assez large, entre un bateau qui serait ultra connecté, et donc qui pourrait se permettre de tout faire faire à terre, et un bateau très peu connecté ou avec une connectivité très peu fiable, très peu robuste, qui devrait a priori, s'il a besoin de s'appuyer sur son logiciel d'optimisation, calculer un max de chaudes à bord. Donc là, la question, elle traite plutôt des navires qui seraient fortement connectés. Oui, c'est une idée, c'est une chose à laquelle on réfléchit. Et c'est sûr que le jour où on est capable de faire ça de manière fiable, c'est-à-dire analyser la donnée, la traiter, la cruncher, comme disait Pierre-Yves, à bord avant de l'envoyer dans un logiciel d'optimisation qui est embarqué, oui, le jour où on peut faire ça, on a gagné beaucoup de fiabilité et on repose beaucoup moins sur la connectivité. qui est liée à Starlink, qui est liée à des acteurs qu'on connaît et dont on ne sait pas comment ils peuvent réagir du jour au lendemain. En tout cas, si on fait reposer tous les chargements par exemple de CMACGM sur un acteur privé qui a ses propres intérêts, ça peut ouvrir plein de questions.
Vaste débat quasi géopolitique. Allez, une question de conclusion auquel j'avais moi-même pensé en termes de conclusion. Quelle est la place de l'intelligence artificielle dans les développements actuels ? C'est un peu tarte à la crème, mais bon, il y a quand même des données en jeu. Vous êtes ingénieur, vous n'allez pas échapper à cette question. Et on conclura avec celle-là, 10h02.
Elle a déjà sa place, si je peux commencer. Déjà, l'algorithmie, c'est déjà de l'intelligence artificielle, tout ce que l'on fait. Après, l'application de réseaux de neurones et d'autres technos font partie des outils qu'on a dans notre boîte à outils pour traiter et pour faire ces traitements de données. Avec ces gros volumes de données, forcément, on applique ces technologies-là.
Xavier ?
J'allais avoir une réponse très similaire en disant qu'on en fait déjà parce qu'on fait des régressions linéaires partout. C'est une forme de machine learning. Sinon, de façon plus générale, pour faire le lien entre des grandes volumes de données, des systèmes réels, et les intégrer dans une modélisation d'un système avec un mix de modèles physiques et de modèles boîte noire, effectivement, c'est des technologies qui sont tout à fait employées, qui ont leur place.
Pierre ?
Je ne vais rien dire très concret à ce qui a été dit. Bien sûr que l'IA a toute sa place, et c'est ce dont on vient de parler pendant une heure, sans employer le terme intelligence artificielle Il ne faut pas en avoir peur, parce qu'on n'a pas arrêté de dire qu'il y avait des limites, qu'il fallait que les concepteurs aient en tête ces limites, qu'ils sachent comment employer les outils et à quel moment. Au contraire, c'est plutôt une aide. Et pour le client final, il va y avoir... une opportunité de diminuer ses consos, ses OPEX, ses coûts d'exploitation et d'optimiser la manière dont il fait fonctionner son navire ou augmenter la perfo de son bateau de course.
Très bien. Merci à tous les trois. Il est 10h03. On a à peu près tenu le timing. Je suis désolé pour Rachel. Tu as une dernière question, mais il faut qu'on a plein de gens à libérer. Arnaud, je vais te laisser conclure.
Merci beaucoup, pour cette heure de... de réflexion et de... Vraiment, pour les ingénieurs, on a... On voit qu'avec l'arrivée des ailes, effectivement, vous voyez des systèmes Vélix sur le transport maritime, le géomérique, tout au sens. Mais je terminerai pour vous donner les prochains rendez-vous. Alors, les prochains rendez-vous qui sont le prochain Céline Café en novembre. fermé d'analyses de sécurité. La suite de la reste, la semaine prochaine, on parade les uranaires et on vous apprend des bouts de l'Eutresimforum en novembre. D'ailleurs, on vous propose d'aller visiter le Marine Research Institute, dont Sylvain a parlé tout à l'heure, en préambule du Eutresimforum. N'hésitez pas à vous rappeler si cette visite vous intéresse. Je vous remercie. Merci à vous. Merci à vous.
Merci.
Merci beaucoup.
Au revoir.
Description
Comment les jumeaux numériques de systèmes complexes peuvent tirer parti de l’utilisation de données en temps réel pour offrir de nombreux avantages dans la course au large ou le transport maritime ? Et quelles sont leurs limites ?
Avec :
Sylvain Faguet - D-ICE
Pierre Montfort - OCE Engineering
Xavier Guisnel - VPLP Design
Animation : Pierre-Yves Lautrou
Hébergé par Ausha. Visitez ausha.co/politique-de-confidentialite pour plus d'informations.
Transcription
C'est parti, bonjour à toutes et à tous, je suis Arnaud Cagvel, je travaille chez BDI, l'agence de développement économique de la région Bretagne, et je suis heureux de vous accueillir à cette sixième édition des Sailing Café. Le principe c'est de vous proposer sur une heure de partager la discussion d'experts sur un sujet précis et technique du monde de la voile. Ensuite c'est... Ce webinaire est à retrouver sur le site sailingvalley.bzh avec les replays et les liens vers les podcasts. Aujourd'hui, on va élargir un peu le sujet puisqu'on parlera des jumeaux numériques et sans doute un peu de transport maritime. On a invité, et je les remercie, des représentants des sociétés aux ingénieries VPLP et D-ICE. Et comme presque à l'accoutumée, je vais passer la parole à Pierre-Yves Lautron qui va... nous animer cette heure de rendez-vous aux petits oignons comme d'habitude. Pierre-Yves, je te laisse la parole et merci à tous.
Merci Arnaud, je vais essayer d'animer ça aux petits oignons, c'est pas tout à fait l'heure des petits oignons, mais bon, on va faire avec ça. Merci Arnaud, je vous propose de rentrer assez rapidement dans le vif du sujet, parce qu'autour de la table, comme tu disais, on a les représentants de trois sociétés qui... Je ne sais pas si c'est le terme qui convient, qui élève des jumeaux numériques. Vous allez me dire si le terme vous plaît ou pas. Ce que je vous propose, c'est de faire un petit tour de présentation à la fois de qui vous êtes, que ce soit Sylvain Fayet chez The Ice, Pierre Monfort chez Oz Engineering et Xavier Guinel chez VPLP, à la fois un petit peu ce que vous faites dans l'entreprise et surtout ce que fait votre entreprise, quelles sont leurs spécialités. Et puis après, on attaquera le... Le vif du sujet et on parlera de ces fameux jumeaux. On va commencer par Sylvain, c'est celui qui est dans l'ordre de gauche à droite sur mon écran. Donc Sylvain, à toi.
Bonjour à tous, Sylvain Faguet, je suis le directeur commercial de The Ice. Directeur commercial, ma tâche c'est d'aller vendre nos produits, nos systèmes et nos services. Et chez The Ice, on développe, parce que vous voyez derrière moi, des systèmes de navigation, de pilotage, d'optimisation de la navigation et des opérations. particulièrement pour le secteur maritime et offshore. Donc, le plus gros succès, là, ça a été le système installé en passerelle de Canopée et bientôt à bord de Neoline aussi.
Canopée et Neoline qui sont deux bateaux à propulsion vélique et je pense qu'on reparlera de Canopée avec Xavier Guinel parce que c'est un plan VPLP, le premier roulier dessiné par un cabalier architecte qui faisait des bateaux à voile jusque-là. Juste... et je vais préciser Sylvain que Diaz a un peu connu des gens qui font du bateau à voile de compétition parce que c'est vous qui avez repris ou racheté Squid l'activité de Squid qui est une app de logiciel pour faire de l'analyse météo et un petit peu de route exactement tout à fait qui est encore embarqué sur beaucoup de bateaux pour télécharger des fichiers météo juste à la droite de Sylvain Pierre Monfort chez OZ Engineering Pierre c'est à toi
Bonjour à tous, merci Arnaud, merci Pierre-Yves, merci BDI pour l'opportunité de discuter de tout ça ce matin. Pierre Montfort, je suis architecte naval de formation et je dirige la BU Performance Navire chez OZ Engineering. OZ Engineering, on fait compte d'un centre d'expertise qui va développer des outils digitaux, donc logiciels, algorithmes, au service du milieu maritime. Et donc on va aller à chaque fois chercher... à développer des outils custom, tailor-made, pour des petits problèmes particuliers que peuvent avoir nos clients. Et c'est à ce titre qu'on est ici aujourd'hui. On travaille un petit peu dans la course au large, mais ce n'est pas du tout la plus grosse partie de notre activité. Notre activité principale, c'est le secteur maritime et le transport maritime, avec toutes les contraintes nouvelles qui grandissent de nouveau en nouveau. Et j'en profite, notre actionnaire unique et principal, enfin unique, pardon, c'est GTT, Gaz Transport Technique Gaze. que certains connaissent peut-être, c'est le spécialiste de la conception de systèmes de containment de gaz, en particulier le gaz liquide LNG, qu'on connaît bien maintenant depuis quelques années, parce qu'il a un peu défrayé la chronique, et ce qui nous permet d'avoir accès à beaucoup d'expertises maritimes. Très bien,
merci Pierre. Et tout au bout de la table, Xavier Guinel chez VPLP. qui, comme on ne le sait pas forcément, mais on commence à bien le savoir, est une boîte où il y a presque autant d'ingénieurs, sinon presque plus d'ingénieurs que d'architectes navals, je crois, maintenant chez VPLP, ou quasiment 50-50.
Ouais, pas tout à fait. Pas tout à fait.
Ça ne s'en réparait.
Non, non, non, c'est pas le sens de la marge. Bonjour à tous, vous avez Guinel, moi je coordonne l'ingénierie chez VPLP. Donc VPLP, on est un cabinet d'architecture navale, on est présent sur différents secteurs, trois principalement, que sont la course, la plaisance. avec des pâteaux de série et des one-off, et le transport maritime, comme tu l'as évoqué, Pierre-Yves, depuis quelques années, avec ce projet qui a été fondateur pour nous, qui a été canopé. Et à ce titre, pour ces trois activités-là, on développe différentes activités en ingénierie, dont toute une petite panoplie de jumeaux numériques, et je pense que ce sera le sujet ce matin.
Exactement, et on va préciser que c'est le monde... l'architecture navale et l'ingénierie navale est un petit monde et vous connaissez tous les trois, il y a même des collaborations entre certaines de vos entreprises et vous pouvez travailler même sur des projets en commun. Je suis journaliste, donc je vais faire le job de base qui est de définir ce que c'est qu'un jumeau numérique. Moi j'étais un petit peu inquiet au début quand j'ai vu le sujet, j'étais assez rassuré et je crois que c'est en préparant ce webinaire avec Xavier qu'on a qu'on a trouvé le bon terme. Je crois qu'en discutant avec vous, on dit que le terme est nouveau, mais la pratique est ancienne. Je suis assez content d'avoir trouvé ce pitch qui résume assez bien le truc. Donc, je vais vous demander à chacun à votre tour de faire l'exercice de la définition de ce qu'est un jumeau numérique ou des jumeaux numériques. On les conjugue forcément au pluriel. Et puis, après, on rentrera dans le... Dans le vif du sujet, je pense que c'est déjà le vif du sujet, mais est-ce que chacun à votre tour, vous pouvez un petit peu nous donner votre définition de ce que c'est ou ce que sont les jumeaux numériques ? On reprend la mode, on commence par Sylvain.
Chez DS, le jumeau numérique, c'est vraiment un modèle de performance du navire, de comportement du navire. Tous les systèmes qu'on met à bord des navires, on s'appuie sur des jumeaux numériques parce qu'on a besoin de comprendre comment va se comporter le navire sur l'eau, dans les vagues, soumis au vent. Quand on fait des autopilotes, on fait du model-based control, donc c'est du contrôle basé modèle, ce qui nous permet d'être plus fin dans le pilotage. Et pareil, quand on fait du routage météo, on s'appuie sur un modèle de performance du navire. Donc pour nous, c'est vraiment un modèle de performance qui peut être une matrice avec plusieurs dimensions, parce qu'on va pouvoir prendre en entrée plein de paramètres différents. La puissance consommée par le navire, quand on parle de navire de commerce hybridé par le vent, elle va dépendre de... à la fois de la vitesse cible qu'on veut atteindre, mais de la force du vent, de la direction du vent, de la hauteur des vagues, de la direction des vagues, et potentiellement de la température extérieure, de la température de l'eau, de plein de différents paramètres. Donc c'est un assemblage de différents modèles. Après, on peut aller encore plus dans le détail sur chacune des briques qui font ce jumeau numérique.
On va parler des données, on va parler des calculs, on va parler de tout ça, mais à la base, c'est un modèle numérique. Pierre ? Comment tu peux enrichir la définition ?
C'est une question qui revient souvent, le jumeau numérique. Tu as eu raison de le dire, Pierre-Yves, en intro, c'est un mot qui est un peu marketing, en effet. Moi, j'aime bien dire que c'est une représentation numérique, digitale, d'un système physique. Un système physique peut être un bateau, une voiture, un mât, ce qu'on veut. Le numérique, le digital, va tenter de reproduire les phénomènes. qui peuvent intervenir dans ce système physique. Et toute la question, comme disait Sylvain, c'est de trouver les bons paramètres, trouver les bonnes entrées pour recueillir en sortie du modèle numérique les bonnes sorties qui nous intéressent. Je fais un rapide parallèle avec ce qu'on fait chez OZE. Nous, on commence toujours par faire des jumeaux numériques, donc des modélisations de systèmes physiques pour comprendre, pour savoir comment le système fonctionne, quels sont... les principaux challenges, les principales contraintes qui sont liées à ce système, avant de mettre ça dans les mains de nos mathématiciens, qui vont faire des maths appliquées, qui vont faire des algos, et qui vont essayer de résoudre ce problème. Et donc on a toujours besoin de cette première étape de physique. Tu disais qu'il y avait plein d'ingé chez VPLP, ça ne m'étonne pas, on a besoin de comprendre la physique avant de pouvoir résoudre mathématiquement le problème. Et donc cette étape de physique, c'est la construction du jumeau numérique.
Très bien, Xavier ? Ce n'est pas évident de passer en dernier. Je pense que déjà, avec le début de tour de table, on a plutôt bien exploré le sujet. Tu vois, moi, j'aime bien la... la définition assez succincte de dire que c'est une copie numérique d'un système réel. Et après, copie numérique, il peut y en avoir de plein de types différents pour un seul et même système, en ayant plutôt un focus performance, plutôt un focus chaîne énergétique, plutôt un focus structure. Et en fait, des jumeaux numériques, il y en a partout dans l'industrie. On en parle beaucoup dans notre écosystème à nous récemment, mais c'est un terme marketing qui est omniprésent dans d'autres industries et dans des... dans des chaînes de conception très différentes, avec des axes plutôt très énergétiques, même production, chaînes de production, etc. Il y a des jumeaux numériques de tout un tas de procédés finalement. C'est vraiment répliquer un système réel de façon numérique sur un ordinateur.
C'est la modélisation numérique d'un système qui existe dans la vraie vie. Alors pourquoi on parle de jumeaux numériques ? Je m'arrête un tout petit instant sur ce côté marketing que vous avez soulevé, Pierre. Pierre-Xavier, pourquoi ce terme-là, la modélisation numérique, ça existe depuis quelques années. Pourquoi est-ce que le terme jumeau numérique est un petit peu à la mode et est presque plus utilisé aujourd'hui que celui de modélisation numérique ? Je vais peut-être répondre à ça.
J'ai peut-être un élément de réponse. Le jumeau numérique, tel qu'il est compris, est censé te permettre... d'obtenir des réponses et d'aller prédire des comportements du système. Si tu ne peux pas faire ça numériquement, tu vas être obligé de le faire physiquement, donc tu vas faire des essais, des tests, un bateau de course, un navire de commerce. C'est compliqué avant qu'il soit mis à l'eau de faire des tests. Tu n'as pas forcément envie d'aller casser des pièces pour aller tester leurs limites à rupture ou leur propriété d'élasticité, etc. Donc il y a un espèce de doux rêve dans les cabinets, dans les bureaux d'études. et toujours, de numériser un maximum pour aller tester le moins possible, parce que ça coûte beaucoup moins cher. Et le fait que les puissances de calcul augmentent énormément chaque année, que les moyens de calcul se soient énormément déployés ces dernières décennies, fait qu'on a l'impression qu'on va pouvoir toucher du doigt cette possibilité de faire ce jumeau numérique qui serait, dans l'idéal, dans le monde parfait, un système numérique capable de répliquer.
j'aime bien ce mot de Xavier de répliquer le système réel on n'y est pas au point d'être un jumeau du système réel on est en train dans l'idéal d'être un jumeau effectivement on voit qu'avec toutes
les puissances de calcul comme disait Pierre mais les technos qu'on a maintenant on arrive à se rapprocher de plus en plus du comportement en numérique du comportement réel Alors après, particulièrement sur une modélisation 3D, aujourd'hui, on sait faire des scans 3D, on en fait ensuite un modèle numérique. Je n'en connais pas. Voilà, et qui est hyper ressemblant de la réalité. Donc effectivement, rien qu'en modélisation 3D, on s'approche vraiment du jumeau. Après, effectivement, sur le comportement, on a envie d'y tendre aussi.
Effectivement, c'est menti que je pense qu'il se cache entre ces deux termes. Un modèle, par définition, c'est faux. un modèle physique est faux, on s'approche le plus possible, mais ça reste une... Dans ce terme modèle, en science, c'est faux. Un jumeau, le terme implique intrinsèquement une copie parfaite. Je pense que c'est un peu ça qui fait la différenciation, comme l'évoquait Pierre, avec les moyens de calcul qui augmentent, la capacité de modélisation qui augmente et la précision des modèles qui augmente. On a ce doux rêve de dire qu'on crée non plus un modèle, mais un jumeau. C'est ça, je pense, qui se trame derrière toute cette évolution. Même si, effectivement, ça reste quand même un vœu pieux, mais disons qu'on y travaille.
Très bien. Dans un autre temps, j'aimerais que vous nous expliquiez comment est-ce que... Alors d'abord, si les jumeaux numériques sont applicables dans vos secteurs respectifs à peu près à tous les modèles réels, est-ce qu'on peut faire un bateau en entier est-ce qu'on fait des parties d'un bateau est-ce qu'on fait des parties d'ingréments à quoi ça s'applique, quel est le champ d'application est-ce qu'il est total ou est-ce que ça fonctionne bien et très très bien que dans un certain nombre de cas et est-ce qu'on priorise les cas où ça s'utilise, ça c'est la première chose et ensuite du coup peut-être pour l'illustrer est-ce que vous pouvez nous donner des exemples très très concrets cet outil-là il peut s'appliquer dans la conception... et ensuite même l'utilisation d'un bateau à voile, que ce soit un bateau de course ou un bateau de transport maritime propulsé par le vent, est-ce que ça peut s'appliquer à l'ensemble du bateau, que à certaines parties, et comment on fait ces choses-là ? Et donc si vous avez quelques exemples pour illustrer ça, ça serait vraiment parfait. Je pense que le flux des bêtes, on va faire plusieurs fois le tour, parce que vous avez tous plein d'exemples, mais je ne sais pas lequel de vous trois veut commencer avec un exemple. Précis d'ailleurs, vous avez tous des exemples assez différents. Vas-y Sylvain, je sens que...
J'avais commencé un petit peu à en parler tout à l'heure, mais effectivement, le jumeau numérique est au cœur de notre système. Quand on fait un système comme sur Canopée, qui permet de faire la navigation sur les cartes marines, de faire l'optimisation de la route avec le routage, et ensuite le suivi de la route avec l'autopilote, le jumeau numérique, ce modèle de performance, il est au cœur du système. Parce que quand on calcule la route, forcément, on a ce modèle de performance, on va choisir la meilleure route en fonction des vagues, du vent, des contraintes opérationnelles et du modèle de consommation du navire. Et quand on le pilote, pareil, on va chercher les meilleurs points d'équilibre du système. Et alors, pour se nourrir ce jumeau numérique, on a besoin de différents modèles. Le modèle de résistance à l'avancement, le modèle de résistance à jeter sur roue, le modèle de fartage, le modèle de... de pousser des voiles quand il y en a, de la chaîne propulsive, et on fait cet assemblage de tous ces modèles pour créer ce jumeau numérique, ce modèle de performance, in fine.
Donc là, en l'occurrence, pour répondre à ma question, tu fais travailler ensemble plusieurs modèles numériques, plusieurs modèles de simulation numérique, ensemble, sur toute la chaîne que tu viens d'évoquer, pour proposer une utilisation finale un peu plus globale. Je résume avec mes mots.
Oui, c'est ça. Tous les modèles, on va les assembler, on va résoudre une équation d'équilibre. Et en résolvant cette équation d'équilibre, on va trouver plein de points de fonctionnement qui vont créer cette matrice de points d'opération qui sera notre modèle de performance.
Et à la sortie, ça donne un outil d'utilisation pour les gens sur le bateau ?
C'est leur autopilote, c'est leur routeur, c'est leur outil de navigation.
C'est tout l'outil de navigation quand ça marche. Pierre ?
J'ai un exemple complémentaire qui me vient à l'esprit. Je vais faire un peu de pub pour des amis de l'Orientat, des FIRABORÉ, qui sont partiellement amateurs de canopées, dont vous avez parlé. Le projet MERVAN, c'est un projet du premier porte-container à voile avec les LCWS, avec un carburant métanol, diesel-méthanol, avec un système de capture de carbone qui devrait être mis à l'eau en 2026-2027. D'ailleurs il y a un bel article de Thibaut Teilhard ce matin dans Le Marin, je fais encore un peu de pub à ce sujet. Dans ce projet nous OZE, on est en charge de faire un logiciel d'optimisation énergétique en opération. C'est-à-dire que, à bord, pendant la nav, l'équipage veut avoir accès à un certain nombre de recommandations sur différents composants du bord. Donc ils vont être... la barre, les machines, l'hôtel load, le carbone capture système, l'aspirateur à CO2 qui est au cheminée. Et en navigation...
Juste pour bien expliquer, le carbone capture système, il rentre dans l'équation énergétique parce qu'il est très consommateur d'énergie. Tout le monde n'est pas spécialiste. Moi, je le sais parce que tu me l'as expliqué, mais c'est un paramètre de cette équation-là parce qu'il est très consommateur.
Exactement, et comme disait Sylvain, il y a une équation générale qu'on va essayer d'optimiser, c'est-à-dire je veux faire tel trajet de A à B en minimisant mes coûts ou en minimisant mes émissions, en minimisant ma consommation, et pour arriver à cette optimisation, à trouver ce point d'optimum, c'est-à-dire j'ai navigué de telle manière en utilisant du routage, en minimisant la conso sur telle machine à tel moment, en utilisant le carbone capture système entre tel point et tel point, donc toutes ces manœuvres et toutes ces opérations en navigation, Elles sont identifiées, calculées par un système numérique, qui est le jumeau. Le jumeau a nécessairement besoin de se baser sur plein de modélisations différentes du carbon capture system dont tu viens de parler, en s'appuyant sur le modèle navire que Sylvain a détaillé, avec le modèle de consommation, avec le comportement du navire, avec la contribution des ailes, les interactions des ailes entre elles, etc. Une modélisation des moteurs. Le fait est qu'on ne peut pas modéliser parfaitement, aux petits oignons pour reprendre l'expression de tout à l'heure, chacun de ses composants. On ne peut pas aller dans une modélisation extrêmement fine, aussi fine que Vartila le ferait par exemple des moteurs. Ça prendra énormément de temps à calculer à chaque fois qu'on veut refaire une route et qu'on relance un routage. ça prendrait 10 minutes et l'équipage ne veut pas. Donc on est obligé de passer par une étape qui s'appelle des modèles réduits. Et donc l'enjeu de l'ingénieur va être systématiquement de trouver le meilleur niveau de modélisation mais qui permettra d'arriver au juste besoin. Avoir un niveau de modélisation qui soit suffisant mais qui soit le moins gourmand possible en temps de calcul. Et donc ça va nécessiter l'assemblage de toutes ces briques différentes, indépendantes, mais qu'on met ensemble. dans la logique d'optimisation globale d'une navire. Parce qu'en fin de compte, le client final, que ce soit l'armateur ou la fretteur, veut réduire quelque chose, des coûts, des émissions, mais il s'en fiche de la manière dont on l'a fait, il veut juste que, à la fin, ses OPEC soient réduits.
Et surtout, il veut l'outil qui lui permette de faire ça. On reviendra un petit peu sur le transport maritime et le fait que la... l'arrivée de la propulsion vélique dans le transport maritime et les contraintes réglementaires de plus en plus importantes font que les équations se complexifient et donc du coup, il faut utiliser de plus en plus de simulations juste avant. Xavier, pour parler un petit peu moins de transport maritime et du coup un peu plus de course large, même si vous êtes chef du transport maritime chez VPLP, vous, cet outil-là de modélisation numérique, il est maintenant utilisé de manière très commune. Alors, est-ce que tu peux nous expliquer un petit peu justement comment vous l'utilisez ? Et surtout, bien nous raconter comment aujourd'hui, même si vous avez un simulateur qui s'appelle SID, qui est pour le coup un très gros modèle numérique, comment vous travaillez et surtout comment vous travaillez de manière un peu fine sur certains paramètres du bateau, certaines parties des bateaux que vous dessinez ?
Oui, alors déjà, je pense que c'est important de plutôt… de ramener ça au pluriel. En fait, jumeau numérique, je mettrais un X d'abord et un S ensuite. Tu as parlé de CID, effectivement, c'est un jumeau numérique qu'on utilise et on va essayer d'utiliser des modèles différents suivant les questions qu'on se pose, je pense que ça a déjà été évoqué, et suivant qu'on s'intéresse à prédire le comportement dynamique et l'aspect performance d'un navire, effectivement, c'est CID qu'on va utiliser. CID dans un cadre de temps réel, c'est-à-dire si on a des contraintes. de simulation en temps réel, et effectivement on utilise ce simulateur-là, qui nous semble être un juste compromis entre précision et temps de calcul pour avoir une réponse temps réel et donc une interaction possible avec l'utilisateur. Donc là on essaye de modéliser toutes les physiques qui s'appliquent sur un bateau dans un niveau de modélisation le plus avancé possible, donc tous les aspects hydrodynamiques des coques, des appendices, l'aéro, des systèmes de contrôle. pouvoir également pluguer, et c'est là où c'est rigolo, parce que c'est un mix entre jumeaux numériques et systèmes physiques, mais on s'autorise aussi à pluguer des systèmes réels sur le simulateur, pour venir finalement hybrider la simulation, et avoir des systèmes vraiment réels, physiques, qui sont le plus proche possible, voire quasiment exactement identiques à la vraie vie, comme par exemple des pilotes auto, on vient brancher une boîte d'un pilote auto, d'un fournisseur, de vraiment le hardware dans la boucle de simulation. Donc ça c'est un exemple. de jumeaux numériques. Et pour le côté pluriel, il y en a d'autres. Si on s'intéresse à de la performance statique et de l'optimisation de performance, on est plus du côté des VPP, qui sont un acronyme bien connu aussi, mais qui reste un jumeau numérique extrêmement employé aujourd'hui. Là, l'objectif, c'est de comparer un grand nombre de configurations et optimiser les réglages. Il y a aussi tous les jumeaux numériques d'un point de vue structure, qui peuvent être couplés aussi aux modèles de performance. Finalement, comprendre la déformée d'une structure. et comment ça impacte la performance d'un bateau, c'est au cœur des problématiques de poursuites larges, notamment pour les appendices, où cet aspect-là est vraiment fondamental, pour les plateformes aussi. Donc on voit qu'en fait, il y a tout un tas de modélisations possibles. Et comme tu l'as rappelé, effectivement, ces modèles-là, et notamment CIDE, aujourd'hui sont au cœur de l'activité d'Architecte Naval, pour tester. En fait, c'est un peu notre maquette, c'est nos maquettes, on teste des maquettes, on évalue des maquettes. sans les casser, sans avoir le temps de production, et on compare. On fait de l'analyse de données, on fait, virtuellement, on fait naviguer des transats. En gros, un week-end de calcul, c'est une transat à l'air-tour, statistiquement, en termes de milles qu'on peut parcourir et qu'on y soit rencontrés. Donc, on voit qu'on peut agréger quand même pas mal de données et tester des choses en amont. C'est comme ça que c'est beaucoup employé du côté consul. Très bien.
Jusqu'à quel point on peut... on peut utiliser cet outil des jumeaux numériques de manière globale ? Parce qu'on voit bien que vous, vous travaillez tous sur des... Alors, chez le PLP, vous avez un modèle numérique un peu global qui est le simulateur au final, mais jusqu'à quel point on arrive à modéliser globalement un système réel et jusqu'à quel point... il y a une sorte de verticalisation des jumeaux numériques, c'est-à-dire que vous pouvez simuler numériquement une toute petite partie d'un système. Qu'est-ce qui est pertinent dans le bon dosage de la taille du système que vous voulez simuler ? Parce qu'on y reviendra juste un petit peu après. Il y a des coûts qui sont élevés, parce qu'il faut la puissance de calcul, et puis il y a un problème de données à l'entrée. C'est quoi la bonne... le bon dosage en matière de taille de système à signer.
J'ai l'impression, excusez-moi, je... Il n'y a pas forcément de... En tout cas, nous, on ne voit pas l'enjeu comme étant de modéliser en one shot l'entièreté du système, en tout cas en modélisation directe. L'enjeu est de choisir les effets qui sont prépondérants dans le comportement qu'on veut prédire. également choisir ce qui est calculé en direct de ce qui est calculé en amont et réinterroger par la suite. Et c'est là où on peut avoir des méthodes mixtes entre de la modélisation directe avec un modèle physique qui tourne et des modèles boîte noire, métamodèle, c'est-à-dire qu'on fait en amont beaucoup de calculs sur peut-être une modélisation plus avancée qui coûte beaucoup plus cher en temps de calcul, qui va prendre par exemple une semaine de calcul pour une simulation qui est in fine et va prendre une minute. N'empêche, cette semaine-là, on la met... On en fait une représentation mathématique, on la représente comme une boîte noire qui, elle, est pluguée dans l'environnement de simulation globale. C'est cet assemblage de différents types de modélisation qui permet d'élargir le spectre de ce qui est représenté, mais pas forcément tout d'un coup au sein de la même boucle de simulation. Sylvain et Pierre, vas-y.
Pierre, en premier, vas-y.
Je peux peut-être essayer de compléter. Il y a un mot qui a été employé tout à l'heure, la donnée. Je crois que c'est Xavier qui l'a employé. Il faut rester très humble avec un jumeau numérique parce que je ne sais plus qui disait qu'un jumeau numérique est toujours imparfait.
Évidemment,
une modélisation physique, par exemple une modélisation numérique, ça a toujours ses limites, toujours les points sur lesquels on n'est pas sûr, des zones du domaine de vol dans lesquelles on pense que le modèle est moins précis. Il y a un deuxième game changer, je pense, après la puissance de calcul dont on parlait tout à l'heure, c'est la prise de conscience que la donnée est utilisable et peut être valorisée intelligemment. C'est compliqué de mettre des capteurs, on le sait tous, c'est cher, il faut les maintenir, il faut les calibrer, il faut savoir le bon endroit où les mettre. N'empêche que dès qu'on a des capteurs, on a des données et c'est toujours très intéressant. Et tous les jumeaux numériques qu'on utilise, systématiquement, dans la mesure du possible, on pousse le client à instrumenter l'asset qu'il a, que ce soit un bateau, un navire, etc., pour recueillir de la donnée, pour aller alimenter le jumeau numérique, si on peut l'appeler comme ça. Donc en fait, le système qui évolue au cours de la vie du système physique et qui va s'enrichir, qui va se préciser petit à petit. Et donc, en faisant ça, on essaie de converger vers, pour le coup, une hygiémérité parfaite entre le jumeau et le système physique. Et ça, cet accès à la donnée, il est... Ce sont des nouveaux métiers, ce sont des méthodes qui évoluent en permanence, mais c'est une source d'informations hyper intéressante, hyper riche, et qui est possible aujourd'hui, encore une fois, avec les moyens d'analyse qu'on a à disposition.
Oui, et pour compléter, effectivement, il y a un peu deux phases, il y a le pré-design et puis après la vie du navire. Effectivement, pendant la vie du navire, on a accès à toute cette donnée, et on peut du coup recaler, on parle beaucoup de recalage. le recalage du jumeau numérique en analysant toutes les données de navigation des navires. Et je dirais qu'aussi pendant la phase de design, le driver, c'est un peu le coup. Effectivement, tu as dit que les méthodes de calcul, certaines pouvaient coûter très cher. Et quand on entend Xavier qui dit, une minute de simulation va prendre une semaine, on imagine bien que cette semaine de calcul, elle a un coût. Donc c'est aussi ça, un des drivers, c'est ce que le client, où est-ce que le client va pouvoir... Placer son curseur en termes de budget pour la modélisation et la fidélité qu'il veut atteindre dans la modélisation de son système.
l'enjeu des vas-y pardon je t'ai coupé Sylvain non mais j'allais dire effectivement un autre exemple là où on connait aussi un peu des limites aujourd'hui c'est sur la résistance ajoutée sur houle la résistance qui va le connaître le navire à l'avancement dans la houle et ça il y a différentes méthodes qui existent et aujourd'hui on est obligé de passer par des sous-prétenances parfois avec des instituts comme le marine aux Pays-Bas et des prestations qui coûtent quand même assez cher et après là La méthode au-dessus, ce serait de la CFD, mais là, ça serait encore plus cher. Et on parle parfois en mois de calcul. Et donc, c'est vraiment ça. On peut aller loin dans la fidélité, mais il faut avoir le budget qui va bien.
Et forcément, la quête vers la démunité parfaite, elle a un coût. Et c'est aussi pour ça qu'il n'y a pas forcément d'intérêt à aller au bout de cette quête. Sur l'enjeu des données, il faut peut-être s'arrêter un tout petit peu dessus. C'est-à-dire que c'est notamment dans la course que les bateaux, notamment les foils ou les mâts ou même les tueurs des bateaux, sont de plus en plus instrumentés. Mais il faut aussi que ces données soient rafraîchies régulièrement, qu'elles soient de qualité. Et ça, aujourd'hui, pour que le fonctionnement et l'utilisation pertinente d'un géomètre numérique soient efficaces, il faut non seulement que l'équation ou l'actualité algorithme qui va cruncher les données soit bon, mais aussi que les données à l'entrée soient de qualité. Juste si on peut s'arrêter un petit peu là-dessus. Et du coup, c'est une boucle un petit peu permanente de nutrition du modèle avec de la donnée. Xavier ?
Oui, effectivement, il y a plein de méthodes possibles de mise en données et de création des modèles. Je pense que dans la majorité des cas, aujourd'hui, en tout cas dans ce qu'on fait, ça part de modèle physique. Au début, le jumeau est disjoint du système réel. Et effectivement, plus le temps passe, plus on montre la livraison d'un jumeau numérique pour un système et son état trois ans plus tard en travaillant en lien avec l'opération de ce système, par exemple la navigation d'un bateau de course. L'utilisation des données du bord nous permet petit à petit de recaler et d'augmenter la précision de certains modèles. Effectivement, la quantité de données qu'on reçoit et leur qualité nous permet d'aller analyser tout un tas de paramètres, d'équilibres généraux, de contraintes dans des systèmes pour aller éventuellement affecter l'un ou l'autre des modèles de modélisation. C'est un travail qui est long et fastidieux, ardu. Surtout quand on a des systèmes de modélisation, j'allais dire PhilX-based, quand c'est basé sur des modèles physiques, tu ne viens pas toucher directement une loi de physique. Donc il faut trouver les... On parlait tout à l'heure de modèles réduits aussi, c'est une méthode qui permet d'aller affecter certains paramètres de modélisation sans changer la physique qui est derrière. C'est plutôt travailler sur des inputs, travailler sur des mises en données qui permettent de reproduire un comportement mesuré.
J'ai peut-être un exemple. L'illustratif de cette question de Pierre-Yves sur la manière d'utiliser la donnée, la manière d'utiliser la donnée est primordiale évidemment. On a l'habitude de faire ça, nous chez OZE, les clients viennent, par exemple je pense à des projets dans l'industrie offshore, les clients viennent avec beaucoup de données sans savoir vraiment si elles sont fiables, sans savoir vraiment à quoi elles pourraient leur servir. Et donc nous on va l'analyser. Mais comme on n'a pas la science infuse et que nous ne sommes pas les experts justement de l'industrie offshore, dans ce cas présent, de leur métier, c'est eux qui ont en tête toutes les contraintes métiers, toutes les contraintes opérationnelles, toutes les subtilités d'utilisation de leur navire, etc. En fait, c'est toujours un travail conjoint. Et Xavier, d'ailleurs, j'ai en tête un projet qu'on a fait ensemble. Il faut toujours que lier le data analyst, le data scientist, qui lui sait très bien quelles sont les méthodes de maths appliquées qu'il faut faire, qu'il faut utiliser pour faire parler les données et... utiliser la bonne action des données. Et il faut aussi l'expert, le sachant du domaine, qui lui saura te dire, alors attends, là, je sais que le capteur, la jauge des formations qu'ils ont mises dans le mât, elle n'est pas tout à fait bien placée, ou elle sous-estime cette valeur. Ce qu'on a mis dans le foil ici, ce n'est pas terrible parce que je sais que dans telle condition de navigation, l'information est erronée, ou tout ce genre de... Comment dire ? Ouais, non, d'informations enregistrées par le sachant, par l'opérateur lui-même, qui viennent compléter le travail de maths appliquée du data scientist. Et en fait, l'un ne peut pas laisser en l'autre. Le sachant, le skipper, ne va pas pouvoir analyser lui-même ses données, le data scientist ne saura pas analyser les données tout seul, puisqu'en fait, il ne sait pas tout bêtement comment fonctionne un trémant. Je pense que c'est hyper important d'avoir en tête cette dualité. On ne peut pas espérer arriver à des objectifs, une analyse parfaite, faire parler des données de manière extrêmement profitable, sans se dire qu'il faut se mettre autour de la table et s'expliquer comment ça fonctionne, en gros, les règles métiers.
Sylvain, tu voulais compléter tout à l'heure ?
Mais non, pas plus qu'effectivement, il y a un enjeu sur cette donnée. On le voit avec les premières navigations de canopées, sous-voiles, enfin sur les voiles d'abord, avec les voiles, le post-traitement qu'on fait de toute cette donnée. Là, le petit avantage qu'on a quand on fait des systèmes de navigation comme ça, on est connecté au capteur de navigation, on est connecté à la machine, au safran et tout. Donc on a pas mal de données qui remontent et on peut traiter tout ça. Et ça nous permet de réaffiner effectivement les modèles. pour les prochaines navigations.
Et là, par exemple, sur Canoplay, le rafraîchissement du modèle, entre guillemets, avec les données, il se fait en temps réel ou il se fait à intervalles réguliers ? Parce que là, on est sur un très gros bateau qui est très équipé, etc. Le rafraîchissement se fait immédiatement, en permanence ?
Il peut y avoir deux niveaux. Effectivement, il y a un rafraîchissement real-time qui est vraiment juste basé sur de la data. et en réalité ça consiste en corriger des offsets. Et après des navigations, là où on peut cumuler beaucoup de données, là on va pouvoir faire plutôt des rafraîchissements qu'on appelle physics-based, effectivement on va aller recaler les modèles physiques. Ou les modèles réduits, quand on a un modèle réduit, ou c'est une formule mathématique, on a des petits coefs sur lesquels on peut venir jouer, et on va recaler comme ça nos modèles. Et ce modèle, ce recalage plutôt physics-based, on va le faire plutôt tous les 6 mois. Après, ça demande aussi de la connectivité. Donc, soit le navire, il a ses capteurs à bord, et s'il a une très bonne connectivité, les données sont poussées sur des serveurs. Et on pourrait imaginer, toutes les semaines, tous les jours, retourner ces boucles de recalage. Mais après, tout ça, c'est un coût aussi, le coût de serveur. le stockage de la donnée, le traitement de la donnée.
Une petite question de Néophyte, est-ce qu'il arrive que l'écart entre le jumeau numérique et la réalité soit plus important que prévu ? Est-ce que la première itération, votre première projection, et la réalité, est-ce qu'il arrive qu'il y ait des écarts importants ?
Bien sûr.
Non, jamais. On a bon du premier coup. Quand on vend le meilleur jumeau numérique,
on n'a pas le droit à l'erreur.
Vas-y,
Pierre. Oui, mais je pense que Pierre...
Donc, la question est de connaître les limites de ton jumeau numérique, de ton modèle. On l'a dit plusieurs fois, un modèle, ça a des limites, ça a des zones de fonctionnement qui sont très bonnes, d'autres qui sont moins bonnes. La clé, c'est de savoir distinguer là où il est bon et là où il est moins bon. Et donc de pondérer ça. Et après, dans tes algorithmes, de dire, je fais très confiance à cette zone, ce domaine de vol, ce domaine de fonctionnement, je fais beaucoup moins confiance à cette autre partie. Parce que je sais que mon modèle est moins bon. Je pense qu'elle est là, la clé. Arriver chez un client et dire, mon modèle est parfait, et vous pouvez y aller les yeux fermés, vous n'avez même pas besoin de mettre les mains dedans, tout va se passer exactement comme vous espérez, tu peux le faire, mais... qui ne dure pas longtemps en France.
On peut rajouter à ça aussi, typiquement un exemple, c'est le fouling sur les bateaux de commerce. Alors la course au large, ils le connaissent peut-être moins parce qu'ils vont toujours être prêts à nettoyer leur coque. Mais dans le shipping, le fouling a un impact assez monstrueux sur la performance des navires in fine. C'est des choses qui sont peut-être moins bien modélisées. Elles font partie de l'équation. moins bien modélisé, du coup si le navire lui n'est pas clean comme on l'imagine dans notre modélisation, clairement on peut voir des écarts assez importants.
Tu veux dire que c'est l'encrassement de la côte ? Oui,
c'est l'exemple là. Le fait de la côte,
voilà. En termes de coûts, c'est un impact significatif puisque le bateau va beaucoup moins vite. C'est ça que tu dis.
C'est un impact significatif. et ça aurait un impact en coût s'il fallait nettoyer parce qu'il faut envoyer soit mettre le bateau à sec, soit envoyer des robots,
des plongeurs.
et l'encrassement de la carène est complexe à modéliser quoi en fonction des endroits où tu passes la chaleur de la mer et ne m'imagine pas forcément le ce type de l'état d'avis et toi je me dis que dans la voile quand un bateau casse ou qu'un mal au moins des compositions quand un bateau casse aucun aucun qu'un mac as comme ça vient d'arriver tout récemment c'est que le c'est que le limo numérique n'avait pas prévu qu'en naviguant grand voile haute et grand voile haute et sous J3 dans le T3 de Gibraltar, le man ne tient pas ? Je suis...
Ouais, alors, sur cet exemple précis, j'ai aucun...
Non, non, c'est pour dire que du coup, le man ne tient pas forcément.
Ouais, l'analyse des casques mécaniques, c'est toujours un jeu compliqué. Oui,
il y a deux paramètres hyper importants.
Et ça me fait faire le lien avec la question précédente qui était, est-ce que parfois les jumeaux sont faux ? La réponse est évidemment oui, trop souvent,
et notamment par… Est-ce qu'il peut y avoir beaucoup d'écarts entre le jumeau et le jumeau ?
Oui, il y a un enjeu d'exhaustivité dans le suivi des systèmes qu'on traite. C'est-à-dire que tu as un jumeau qui tu penses être juste un jour, et derrière le système il évolue. sur des paramètres très très très idiots, à la base de tout, par exemple un centre de gravité qui bouge parce que le bateau a des équipements qui changent, des changements structurels, une hélice qui change. On a eu des cas où on pensait être bon en propulsion sur un navire relativement simple de plaisance. Et en fait, ça vaut avoir toute une chaîne propre, faire une mise en données la plus propre possible si tu n'as pas la bonne hélice dans ton modèle. Parce qu'en fait, il y a eu un manque de communication, de transmission d'infos qui fait que tu n'as pas la dernière forme, tu es fichu. Donc pareil sur les systèmes mécaniques, tout le suivi des structures, le suivi de l'intégrité, le suivi des impacts potentiels qu'il y a pu avoir sont majeurs dans ces suivis-là. C'est assez vertigineux dans le suivi et dans le nombre de paramètres qu'il faut contrôler. dans l'histoire d'un système finalement.
Et vous arrivez justement à... Je te redonne un peu juste après, mais juste pour rester là-dessus, parce que c'est une problématique assez classique dans le dialogue entre un architecte et une équipe de course, vous arrivez quand même à avoir justement ces changements de données et même les données de navigation pour pouvoir vous recaler vos...
Oui, je pense que...
Vos liens numériques.
Justement avec ce... C'est simple. En fait, c'est presque un cercle vertueux. Le fait qu'on appelle ça un jumeau numérique maintenant, ces systèmes-là sont de plus en plus appréciés par nos interlocuteurs. Tout le monde en voit l'intérêt. Nous, en interne, bien sûr, les clients aussi dans leur usage personnel. Donc oui, tout le monde voit l'intérêt d'échanger et de communiquer pour faire en sorte de garder la gemellité parfaite le plus longtemps possible au cas de l'améliorer avec le temps. ouais ouais c'est vraiment des axes de travail je pense qu'ils ont beaucoup évolué ces dernières années on n'est plus dans le on n'est plus dans le dans le chacun chez soi quoi donc en vue de data qui avait un peu de rétention parce qu'ils étaient ils pouvaient être à partager leurs données quoi tu montres que la donnée a utilisé à bon escient et en fait quelque chose c'est ça la clé la valeur
Sylvain qui voulait terminer je voulais dire qu'effectivement un décalage entre le jumeau numérique et la réalité peut aussi venir d'un problème sur la réalité un défaut de fabrication un défaut de fonctionnement d'un moteur et finalement les jumeaux numériques sont là aussi pour ça, pour entendre de plus en plus parler de maintenance prédictive ou de baser sur du traitement de données et d'intelligence artificielle et bien ça part de là un peu aussi et c'est on arrive en quittant la donnée et en comparant ça à comment le système aura dû se comporter avec notre jumeau numérique à déceler des défauts de fonctionnement alors peut-être que finalement il y avait un défaut de fabrication dans le mât de Jitala on le saura peut-être plus tard mais enfin c'est peut-être des défauts comme ça
Et Pierre, tu voulais compléter ?
Si je peux illustrer le bénéfice que peut apporter ce genre d'analyse à l'utilisateur final sur un projet qu'on a fait. On s'est rendu compte que l'analyse des données nous a permis de suggérer aux fabricants d'aller modifier l'emplacement des capteurs qu'ils avaient initialement mis dans le composant dont on parle. Ce qui est assez intéressant parce que l'utilisateur te met à disposition des données, tu les analyses et en retour tu vas lui dire, en plus de cette analyse, je peux te faire des suggestions de design ou d'instrumentation. C'est exactement le cercle vertueux auquel tu fais référence, David. Je pense qu'à terme, on arrivera de mieux en mieux à échanger sur toutes ces connaissances métiers, cet intérêt de la donnée, cet intérêt du jumeau, du numérique, couplé au réel et à l'information réelle. Et ça devrait faire progresser tout le monde. C'est vers là qu'on tend, je pense, dans le comportement maritime et dans la course au large.
Est-ce que vous intégrez, dans les jumeaux numériques que vous concevez et que vous développez, justement, vous intégrez le fait que... la réalité n'est pas aussi pure et parfaite qu'elle ne devrait être, c'est-à-dire des erreurs de manipulation, une maintenance qui n'est pas optimale, etc. Un peu comme dans les polaires, quand on navigue et qu'on fait un routage et qu'on a une polaire, on dit, moi, là, je suis un peu claqué, je vais naviguer, faire mon routage avec une exploitation à 80% de la polaire, par exemple. Est-ce que ça se fait aussi ? Est-ce que le... Le paramètre de fonctionnement du modèle réel n'est pas aussi optimum que le modèle numérique.
Oui, effectivement, j'ai deux exemples qui me viennent en tête, très différents l'un de l'autre. D'ailleurs, on a parlé de fouling, mais ça, on le prend en compte, on le calcule. On prend en compte quand il y a une vitesse contractuelle, une puissance moteur, une puissance vélique contractuelle, on prend en compte que le bateau va opérer avec du fouling. Après, il y a différents niveaux, mais c'est tout à fait anticipé et on sait que la réalité sera imparfaite. Un deuxième exemple très lointain, c'est sur de l'optimisation de réglages et de performances. Si dans une boucle d'optimisation de performances, on trouve un super résultat, une super architecture, mais qui est très pointue, qui demande un réglage parfait et dès lors qu'on s'écarte de ce réglage-là, il n'y a aucune stabilité dans les résultats, ça manque de robustesse. Donc ça, c'est des résultats qui sont écartés, on a des méthodes pour justement vérifier la robustesse des réglages ou des architectures au sens large, pour avoir une performance homogène et qu'on ne demande pas à un système industriel d'être réglé au dixième de degré, avec des systèmes mécaniques industriels, avec des contraintes de coût importantes, ou un navigateur solitaire d'aller régler. De régler en colonne.
Je peux ajouter quelque chose sur cette intégration du paramètre du facteur humain. Nous, on a une approche en général statistique à ce sujet, c'est-à-dire qu'on va proposer des conseils en navigation aux opérateurs, en naviguant, qui sont basés sur des probabilités d'occurrence d'un phénomène. C'est-à-dire, la probabilité d'occurrence de telle dépression sur ton chemin, elle est de temps en utilisant... plusieurs modèles météo, voilà ce qui risque de t'arriver sur le nez. La probabilité que tu aies du roulis de telle sorte et qu'il y ait un risque de perdre des containers, elle est de temps. Et après, libre à toi de choisir, je vais dans cette zone ou je n'y vais pas. Et l'opérateur, lui, en fonction de son expérience, en fonction de la confiance qu'il y a dans l'équipage, va choisir s'il accepte d'aller dans une zone où le roulis risque d'avoir une probabilité supérieure à 80%, ou si au contraire, il préfère rester dans une zone. ou puisqu'il est chargé avec peut-être un chargement à trop de le rajouter, ou je ne sais rien, s'il préfère rester dans une zone où le roulis n'a que 4 chances sur 10 de se produire. Donc on apporte ces espèces de réglages, de potentiomètres dans les algos, de manière à ce que l'équipage puisse lui-même choisir, dans mes consciences, le risque qu'il prend.
Très bien. Sylvain, tu voulais compéter, je crois ? Non,
je plussois. effectivement le facteur humain il entre clairement dans l'équation in fine de l'optimisation de l'opération et de la navigation c'est quoi les vas-y vas-y si je devais rebondir ça serait peut-être sur là aussi sur les finalement les algos de routage maintenant dans la course au large la méthode la plus utilisée c'est les isochrones c'est un algorithme mono-objectif et de tout ça on a des algorithmes De plus en plus, on travaille sur des algorithmes multi-objectifs où on va finalement pouvoir prendre d'autres paramètres. en considération et typiquement le facteur humain, la fatigue du skipper serait un des paramètres à prendre en compte et après c'est l'étape d'après,
c'est l'algo de routage qui exploite le jumeau numérique de l'humain et du bateau ça veut dire qu'il faudrait des données sur l'humain et autant on met plein de capteurs sur les foils et sur les structures on commence tout de suite on commence à en avoir arrivé
Alex Thompson avait sa montre connectée voilà,
Damien Seguin va en avoir sur le Pour en avoir un petit aparté, on a animé une conférence pendant le défi Azimut où justement Daniel Seguin racontait, et avec des scientifiques qui l'accompagnaient, à quel point justement la modélisation du comportement humain allait devenir intéressante et qu'on allait pouvoir couper une polaire du skipper à la polaire du bateau. Donc dire, ok, en théorie, il fallait empanner à 4h du matin en plein milieu de ton sommeil. avec un risque important de rater ton emballage. Peut-être que si tu... À 6h du matin, tu seras plus frais et le risque de casser sera plus faible. Donc, il vaut mieux faire ton emballage un peu plus tard. Ça passera quand même. Bref, le jour où on attaque les jumeaux numériques d'humains, ça va être... Ça sera... On n'en est pas très loin. Alors, justement, je voudrais que vous nous expliquiez un petit peu c'est quoi les tendances en termes d'innovation du côté des jumeaux numériques. C'est quoi la... C'est quoi, vers quoi on tend en ce moment ? Est-ce qu'il y a des pistes de recherche qui sont très importantes, qui sont en train d'arriver ? Est-ce qu'il y a des enjeux centraux, vraiment aujourd'hui et dans les années à venir autour de cet outil-là ? Qui est-ce qui veut se jeter à l'eau le premier sur le sujet d'Aliper ?
Si vous voulez, je pense que, je vais reparler du transport maritime, parce que c'est le milieu qu'on connaît le mieux. Le transport maritime subit des réglementations, je le disais en intro, qui sont de plus en plus strictes, avec 15 ans de retard sur l'automobile. L'automobile, aujourd'hui, on parle depuis plusieurs années d'automatisation. Ça vient difficilement pour plein de questions réglementaires, etc. Néanmoins, la question d'automatisation, elle est prégnante dans le transport maritime. Et on sent que les acteurs évoluent. Il y a quelques années... Tout le monde avait un seul discours, c'était c'est un milieu très traditionnel, on est à la vieille école, ça n'arrivera jamais, le commandant il se mettra à bord, etc. Les discours évoluent, et de plus en plus, on nous demande d'aller un petit peu plus loin que du conseiller en opération, c'est-à-dire plutôt que le Google Maps qui te dit je te suggère de tourner à droite dans 2 km, mais tu fais ce que tu veux, si tu veux continuer d'aller tout droit, tu peux le faire, c'est à tes risques et périls. C'est aujourd'hui principalement ce qui existe à bord des navires, il y a très peu d'automatisation. En revanche, les cerveaux évoluent là-dessus et on nous demande de plus en plus de travailler sur ces thématiques. Je pense que l'évolution va plutôt être là. Évidemment, les conséquences, c'est des réductions d'équipage, c'est des fleet centers à terre et des commandants en retraite qui vont piloter cinq navires à distance. Il peut y avoir plein d'évolutions possibles à bord et à terre. N'empêche que ça... à plusieurs conséquences de notre côté, c'est continuer d'améliorer la maîtrise qu'on a du comportement des naïfs, donc on revient sur le thème principal du jeu monérique, et aussi avoir une robustesse, vous aviez qu'on parlait tout à l'heure de la robustesse des modèles, qui est accrue, puisqu'on ne serait plus là en tant que conseiller, mais en tant qu'acteur véritable. Et donc si ton algorithme parle lui-même et fait agir les machines, le safran, les voiles, etc., dans des boucles de contrôle-commande complètes, le risque lié à ça est plus grand que lorsque tu te contentes de faire du conseil donc c'est du contrôle commande, aujourd'hui évidemment on a un contrôle commande complet intégré je vois sans doute cela comme une innovation principale majeure à venir.
Xavier ?
C'est pas simple comme question c'est pour ça qu'on te la pose C'est pour ça qu'on est là. Évidemment, on continue à travailler, et ça, c'est sans fin, la précision des modèles et la quantité de physique qui rentre en jeu. Une même physique peut être abordée suivant différents angles, différentes précisions, donc ça, c'est constant. Repousser un peu les niveaux de modélisation et trouver les bons compromis de temps de calcul sur un usage. Un axe un petit peu plus nouveau sur lequel on travaille est la possibilité de faire des arrière-tours dans un sens comme dans l'autre entre le système réel et le système numérique. et comment mettre en place des méthodes pour vraiment avoir des flux dans un sens comme dans l'autre et transporter ton jumeau numérique à bord d'un système réel ou inversement transporter la donnée du système réel vers un jumeau numérique pour alimenter tout ça. Et ça, c'est relativement nouveau sur certains aspects dans l'approche. Je pense qu'il y a des choses hyper intéressantes à faire dans cette direction.
Très bien. Sylvain ?
Pour compléter, tout à l'heure j'ai évoqué le côté résistance ajoutée sur roule, qui est un gros axe de travail aussi. Et un autre, c'est les interactions, particulièrement sur le shipping, qui s'hybride avec la propulsion par le vent. C'est toutes ces interactions entre les superstructures et les voiles, les effets de masquage, les interactions entre les voiles elles-mêmes. Là aussi, il y a encore pas mal de travail à faire. Forcément, c'est de plus en plus possible grâce aux capacités de CFD qu'on a et des capacités de calcul. Mais il y a aussi des travaux sur la manœuvrabilité combinée des navires avec la propulsion par le vent, la propulsion mécanique. Et on voit que les bassins d'essai s'y mettent aussi en travaillant sur des setups d'essai avec du bateau, une coque et des systèmes de ventilateurs modéliser l'action des voiles, des efforts sur les voiles, dans le bassin, dans de la houle. Il y a des projets qui se montent autour de ça. Effectivement, Xavier disait que dans la course au large, on faisait un maximum de choses en numérique et via les simulateurs. Dans le shipping, on passe encore, on passe toujours par des bassins d'essai réels. Un canopé, un Eoline, leurs coques ont été testées en bassin. Ça reste toujours le... Le dernier mot, c'est les essais bassins qui viennent valider toutes les modélisations qui ont été faites au préalable.
C'est intéressant, le bassin de Karen n'est pas complètement mort. On a deux petites questions dans le chat. Il y a quelqu'un qui vous demande un exemple de jumeau numérique qui nécessite un modèle 3D. J'ai pu comprendre que le modèle 3D était lui-même un jumeau numérique, mais même relativement simple. Vous allez éclairer notre chanterne. Vous avez un exemple de jumeau numérique qui nécessite un modèle 3D.
Sinon, on parle à l'instant. Les interactions entre elles, comment est-ce que tu vas régler 6L ou 4L qui sont positionnés sur un point ? Tu peux mixer plusieurs niveaux de complexité de méthode et tu peux en particulier utiliser des méthodes 3D, de CFD. C'est l'exemple auquel je pense.
même sans apporter de résolution physique, un modèle 3D paramétré, intégré dans les systèmes et avec des liens cinématiques les uns par rapport aux autres. Pour reprendre l'exemple des ailes, une bonne partie des ailes dans le transport intime aujourd'hui ont des éléments mobiles, et tous ces éléments mobiles sont actionnés par des actuateurs. Donc il y a toute une cinématique et toutes les liaisons mécaniques à modéliser qui sont traitées juste à partir d'un modèle 3D. Quand je dis juste, c'est-à-dire qu'il n'y a pas de modèle... de mécanique des fluides, de mécanique des structures. Et ça, il y a un monde entre un petit modèle 3D où on dessine une surface et un modèle 3D paramétré avec des liaisons cinématiques.
Oui, et puis je le disais tout à l'heure, le modèle 3D est déjà un premier jumeau numérique, un premier niveau de jumeau numérique, et on ne dessine plus les bavières sur les planchers de dessin, on fait des coques en 3D. Pour la stabilité, pour les bases dynamiques, pour les calculs CFD, pour la structure.
Très bien. Une deuxième question à propos des données. Au regard de la volumétrie des données produites par les systèmes de bord, quid du edge computing pour améliorer la précision des jumeaux numériques par des traitements embarqués permanents ? Alors, qu'est-ce qui s'y colle ?
Non, je suis pas la bonne personne pour répondre parce que je pense que c'est très en lien avec des systèmes embarqués dans le transport maritime.
Que tu le mets le doigt. Non,
non, non. Plutôt que de le placer du doigt. Ah,
tu le placer du doigt.
Merci, il est 10h. Il y a un gros enjeu de connectivité, c'est Sylvain qui a mentionné ce mot tout à l'heure. Où est-ce que se fait le calcul d'optimisation ?
Est-ce qu'il se fait à terre, est-ce qu'il se fait à bord ? Quels sont les avantages et inconvénients de chaque ? Et puis il n'y a pas deux configurations en fait, il y a un tas de configurations possibles sur un spectre assez large, entre un bateau qui serait ultra connecté, et donc qui pourrait se permettre de tout faire faire à terre, et un bateau très peu connecté ou avec une connectivité très peu fiable, très peu robuste, qui devrait a priori, s'il a besoin de s'appuyer sur son logiciel d'optimisation, calculer un max de chaudes à bord. Donc là, la question, elle traite plutôt des navires qui seraient fortement connectés. Oui, c'est une idée, c'est une chose à laquelle on réfléchit. Et c'est sûr que le jour où on est capable de faire ça de manière fiable, c'est-à-dire analyser la donnée, la traiter, la cruncher, comme disait Pierre-Yves, à bord avant de l'envoyer dans un logiciel d'optimisation qui est embarqué, oui, le jour où on peut faire ça, on a gagné beaucoup de fiabilité et on repose beaucoup moins sur la connectivité. qui est liée à Starlink, qui est liée à des acteurs qu'on connaît et dont on ne sait pas comment ils peuvent réagir du jour au lendemain. En tout cas, si on fait reposer tous les chargements par exemple de CMACGM sur un acteur privé qui a ses propres intérêts, ça peut ouvrir plein de questions.
Vaste débat quasi géopolitique. Allez, une question de conclusion auquel j'avais moi-même pensé en termes de conclusion. Quelle est la place de l'intelligence artificielle dans les développements actuels ? C'est un peu tarte à la crème, mais bon, il y a quand même des données en jeu. Vous êtes ingénieur, vous n'allez pas échapper à cette question. Et on conclura avec celle-là, 10h02.
Elle a déjà sa place, si je peux commencer. Déjà, l'algorithmie, c'est déjà de l'intelligence artificielle, tout ce que l'on fait. Après, l'application de réseaux de neurones et d'autres technos font partie des outils qu'on a dans notre boîte à outils pour traiter et pour faire ces traitements de données. Avec ces gros volumes de données, forcément, on applique ces technologies-là.
Xavier ?
J'allais avoir une réponse très similaire en disant qu'on en fait déjà parce qu'on fait des régressions linéaires partout. C'est une forme de machine learning. Sinon, de façon plus générale, pour faire le lien entre des grandes volumes de données, des systèmes réels, et les intégrer dans une modélisation d'un système avec un mix de modèles physiques et de modèles boîte noire, effectivement, c'est des technologies qui sont tout à fait employées, qui ont leur place.
Pierre ?
Je ne vais rien dire très concret à ce qui a été dit. Bien sûr que l'IA a toute sa place, et c'est ce dont on vient de parler pendant une heure, sans employer le terme intelligence artificielle Il ne faut pas en avoir peur, parce qu'on n'a pas arrêté de dire qu'il y avait des limites, qu'il fallait que les concepteurs aient en tête ces limites, qu'ils sachent comment employer les outils et à quel moment. Au contraire, c'est plutôt une aide. Et pour le client final, il va y avoir... une opportunité de diminuer ses consos, ses OPEX, ses coûts d'exploitation et d'optimiser la manière dont il fait fonctionner son navire ou augmenter la perfo de son bateau de course.
Très bien. Merci à tous les trois. Il est 10h03. On a à peu près tenu le timing. Je suis désolé pour Rachel. Tu as une dernière question, mais il faut qu'on a plein de gens à libérer. Arnaud, je vais te laisser conclure.
Merci beaucoup, pour cette heure de... de réflexion et de... Vraiment, pour les ingénieurs, on a... On voit qu'avec l'arrivée des ailes, effectivement, vous voyez des systèmes Vélix sur le transport maritime, le géomérique, tout au sens. Mais je terminerai pour vous donner les prochains rendez-vous. Alors, les prochains rendez-vous qui sont le prochain Céline Café en novembre. fermé d'analyses de sécurité. La suite de la reste, la semaine prochaine, on parade les uranaires et on vous apprend des bouts de l'Eutresimforum en novembre. D'ailleurs, on vous propose d'aller visiter le Marine Research Institute, dont Sylvain a parlé tout à l'heure, en préambule du Eutresimforum. N'hésitez pas à vous rappeler si cette visite vous intéresse. Je vous remercie. Merci à vous. Merci à vous.
Merci.
Merci beaucoup.
Au revoir.
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