Votez pour les septièmes Trophées de la simulation et des technologies numériques 2022 - L'Usine Nouvelle

Pour la septième année consécutive, Industrie & Technologies, L’Usine Nouvelle et Teratec organisent les Trophées de la simulation numérique et des technologies numériques. Objectif : récompenser les projets de la simulation numérique, HPC (High performance computing) et IA. Et ce, dans trois catégories : Start-up, Innovation et Co-design. Pour voter, rendez-vous en bas de cette page. Les votes sont ouverts jusqu'au 9 juin à minuit.

Catégorie Start-up

Ce trophée est attribué à une start-up (immatriculée depuis moins de 5 ans à la date d’ouverture des candidatures) qui s’est particulièrement illustrée par son innovation dans la simulation numérique, le HPC/HPDA, l’Intelligence artificielle et le calcul quantique.

Les projets nommés :

• ALTRANSINNOV pour le projet TRANSLOCATOR d'inspection autonome des réseaux électriques.

La start-up Altrans propose des solutions d'inspection automatique des réseaux câblés. Son innovation est constituée par des capteurs distribués et formant un réseau d’intelligence artificielle (IA) pour la détection des précurseurs des défauts dans les câbles. L'approche IA repose sur des algorithmes quantiques permettant de caractériser finement ces précurseurs.

Le projet d’innovation est structuré sur trois phases. La première vise à réaliser un logiciel d’intelligence artificielle (IA) distribué pour l’identification automatique et contextuelle des sources de défauts naissants. Ce brevet sera ensuite intégré dans le produit de surveillance autonome dédié à la haute et moyenne tension (TransElec HT/MT v2.0), prévu au début du premier semestre 2023. La deuxième phase de R&I vise à réaliser, via la définition des algorithmes quantiques en cours de développement, du produit de sensing avec un seul point et qui fonctionne sur le principe actif : une forme d’onde spéciale est émise depuis une extrémité du câble et elle va interagir, au niveau quantique, avec les sources de défauts. La caractérisation quantique de ces interactions ondes-défauts permettra de localiser et de surveiller l’évolution des défauts. La troisième phase de R&I repose sur la poursuite des expérimentations des systèmes pilotes en cours d’exploitation sur des réseaux réels en collaboration avec trois partenaires : ENEDIS, EDF, Shanghai Electric. L’objectif de cette phase est de finaliser les cycles d’adoption, ce qui est prévu pour la fin de l’année 2022.

• DiAgRAMS pour le projet DiagRAMS Technologies

DiagRAMS Technologies propose un logiciel de maintenance prédictive. Issue de plusieurs années de R&D chez Inria (l’institut national de recherche en sciences du numérique), la solution DiagRAMS apporte une rupture technologique en IA industrielle permettant de relever les challenges liés à la détection d’anomalies, au diagnostic de dysfonctionnements et à la prédiction de pannes sur tous les équipements industriels. DiagRAMS permets aux industriels d’exploiter et de valoriser les données déjà présentes dans l’usine. Grâce à son innovation, il devient possible d’analyser les données de production et de maintenance jusqu’ici sous-exploitées pour suivre les conditions réelles d’utilisation des équipements sans ajouter de nouveaux capteurs dédiés à la maintenance.

• SIPEARL pour le projet RHEA

Les supercalculateurs sont indispensables pour relever des défis scientifiques, environnementaux et sociétaux stratégiques : intelligence artificielle, santé, météo, modélisation climatique, gestion de l'énergie, ingénierie, défense... Mais, l'Europe est en retard pour les équipements de supercalcul : elle utilise un tiers des ressources mondiales et n'en produit que 5%. Pire, 100% des microprocesseurs qui sont le coeur de ses supercalculateurs sont non-européens. Cette dépendance a de graves répercussions sur notre propriété intellectuelle, notre sécurité et, donc, notre souveraineté. Pour y pallier, l'Union Européenne a investi afin de s'équiper de supercalculateurs d'envergure mondiale et de microprocesseurs haut de gamme conçus en Europe. SiPearl est la société indépendante française issue de cette volonté. Son produit, Rhea, sera le premier microprocesseur au monde spécialisé dans le supercalcul. Il permettra aux supercalculateurs européens de réaliser 1 milliard de milliards de calcul par seconde en consommant 2 fois moins d’énergie à puissance égale avec une sécurité sans faille. En traitant en une fraction de seconde des volumes colossaux de données sensibles, Rhea contribuera à faire progresser en Europe la recherche contre le cancer, la prévision des inondations ou le développement de véhicules plus sûrs afin d'améliorer la vie quotidienne de tous. Depuis son lancement en janvier 2020, la conception de Rhea a permis d'embaucher 103 personnes.

Catégorie innovation

Ce trophée est attribué à un produit, une technologie ou un service développé par une entreprise technologique, qui apporte une innovation significative dans le domaine de la simulation numérique ou de l’analyse de données.

Les projets nommés :

• CERFACS-SAFRAN AIRCRAF ENGINES pour le projet Etude numérique par méthode “Particle-In-Cell” de moteur à effet Hall pour la propulsion spatiale à l’aide de maillages non structurés.

En quelques décennies, l’espace a pris une importance cruciale dans notre société moderne. Avec le déploiement de méga-constellations de satellites, leur nombre va considérablement augmenter. Ces satellites seront principalement équipés de systèmes de propulsion électrique, et surtout de propulseurs de Hall. Cependant les processus gouvernant la physique des plasmas au sein des propulseurs de Hall restent mal compris, ce qui force les industriels à réaliser de coûteuses campagnes expérimentales pour certifier le produit fini. Pour pallier cette difficulté, la simulation numérique par méthode de Particle-In-Cell (PIC), adaptée à la physique de ce type de plasmas, est un outil précieux. Elle permet de décrire des effets cinétiques spécifiques à ces plasmas et qui ne peuvent être représentés avec précision par des méthodes fluides. Du fait du coût des simulations PIC et des phénomènes complexes en jeu, les codes existants dans la littérature restent limités à des configurations académiques discrétisées sur des maillages structurés. Pour surmonter ces défis, le code AVIP PIC est développé au CERFACS avec l’objectif de disposer d’un outil prédictif capable de modéliser des configurations industrielles. Pour ce faire, AVIP PIC utilise des maillages non structurés, ce qu’aucun autre code de la communauté ne peut faire actuellement. Cette innovation est un travail de longue haleine qui est rendu possible grâce au soutien de l’industriel Safran au sein de la chaire ANR POSEIDON.

• NAUPACTE pour le projet NAVPACTOS

Navpactos est une bibliothèque C++ constituant un langage et une boîte à outils pour la modélisation et l'exécution des calculs de simulation numérique. Il unifie et simplifie la description des calculs, connaît les éléments finis, les maillages et les matrices creuses, les fonctions et les champs; il construit et optimise « à l’exécution » les chaînes de calcul correspondantes et sait les dériver. Pour parvenir à ce résultat, Naupacte a conçu une expression tensorielle dont la richesse des opérateurs permet de procéder aux analyses formelles nécessaires aux contrôles, à l’optimisation, à la dérivation, pour fournir l’indispensable « calculateur virtuel ». Sa richesse fait du tenseur, associé à la performance de son calculateur, un objet communicable à tous les niveaux supérieurs de la boîte à outils pour assurer l’unité des programmes et leur simplicité par masquage des calculs. Ergonomie et puissance de développement, fiabilité, performance et maintenabilité du code résultant sont les atouts donnés à l’ambition des concepteurs comme à l’optimisation des compétences personnelles et des ressources matérielles. Sa phase de commercialisation commence, le produit basé sur plus de 3000 règles algébriques ayant été longuement testé par des dizaines de milliers de tests unitaires pour les tenseurs, et des centaines de cas applicatifs.

• SITOWIE pour le projet PREDIBAT GREEN

Sitowie propose aux gestionnaires de parcs immobiliers « Predibat », un logiciel de maintenance prédictive de bâtiment en SaaS pour optimiser leurs programmes de travaux. Les premiers modules incluent les modèles de dégradations des matériaux, ainsi que la génération automatique partielle des maquettes numériques. « Predibat Green » permettra de coupler la force prédictive des modèles physiques déjà créés avec les performances énergétiques du bâti et autres impacts environnementaux. Cette fonctionnalité permet de coupler des modèles de vieillissement de matériaux avec la performance énergétique du bâtiment, la prévision de l’impact des stratégies futures de maintenances sur celle-ci, mais aussi les aspects de confort des occupants notamment par la prise en compte des risques climatiques. Le projet Prédibat Green a pour ambition de fournir aux exploitants d’actifs immobiliers une solution leur permettant de connaître précisément le futur des bâtiments pour concilier optimisation de la performance énergétique et optimisation budgétaire, d’en connaître l’impact carbone et comment cela contribue à la résilience vis-à-vis du changement climatique. Dans un contexte règlementaire qui se durcit (Plan Climat, Décret tertiaire, Taxonomie européenne...), il devient primordial d’aider les acteurs du secteur à rationnaliser leur programmation de travaux pour les aider à atteindre les objectifs fixés par la loi.

Catégorie co-design

Ce trophée est attribué à un binôme (ou un groupement) associant une grande entreprise (au moins 5000 salariés et/ou plus de 1,5 milliard d'euros de chiffre d’affaires) et une PME (moins de 250 personnes et un chiffre d’affaires annuel n’excédant pas 50 millions d'euros) ou une entreprise et un laboratoire ou centre de recherches ayant collaboré sur un projet lié à la simulation numérique, du HPC/HPDA, de l’Intelligence artificielle et du calcul quantique, que ce soit au stade de la recherche, du développement ou de la mise en œuvre.

Les projets nommés :

• DASSAULT SYSTEMES et Airbus DS GEO pour le projet Jumeau Virtuel de la Terre

Dans le cadre du Plan de relance voulu par l'Etat français, Airbus et Dassault Systemes se sont rapprochés pour créer un partenariat afin de développer de nouveaux services basés sur l'acquisition satellitaire et la simulation 3D dans des environnements réels et de grandes échelles, le jumeau virtuel de la Terre. Airbus Defense & Space leader du relevé satellitaire fournit les modèles 2D et/ou 3D. Ces modèles représentent la surface terrestre, les bâtiments, les infrastructures, la canopée. A partir de ceux-ci, Dassault systèmes préparera des modèles de simulations dans différents domaines d'applications, pour différents types d'industries ou organisations étatiques, régionales…. Les domaines d’applications sont l'aérodynamisme, l'aéroacoustique, le management thermique, l'électromagnétisme. Cette liste de domaines n'est pas exhaustive. A partir de ces simulations il sera possible de proposer de nouveau services qui auront pour objectifs d'évaluer des risques, d'aider au développement de nouvelles infrastructures en environnement et situations réelles, d'améliorer des infrastructures/produits existants en environnement et situations réelles, d'améliorer les conditions de vie de nos concitoyens en limitant par exemple l'impact des ondes électromagnétiques, des nuisances sonores, des montées des eaux, de sauvegarder la santé de nos concitoyens en prévenant les risques de dispersions de polluants, d'agents pathogènes, d'agents radioactifs...

• OKTAL Synthetic Environment et NUMALIS pour le projet Trustworthy sensor simulation for Ai

Le but du projet est de développer une méthode itérative de génération de dataset ex nihilo, en exploitant des outils de simulation capteurs à haut niveau de représentativité physique, et des outils d'analyse d'explicabilité et de robustesse. Les travaux proposés viseront à évaluer le niveau de confiance que l’on peut attribuer à des données synthétiques lors de leur utilisation pour faire l’apprentissage d’un réseau de neurones. Pour cela, les sociétés OKTAL-SE et NUMALIS mettront à contribution leurs outils : Les outils de simulation physique d'OKTAL-SE, pour générer différents types de données capteurs (LiDAR, caméra visible et IR, RADAR, GNSS), et propose de fournir des données à différents niveaux de la chaîne de traitement ; les outils d'analyse de Numalis, pour la mesure de robustesse et l’explicabilité de leurs décisions. Ce projet innovant permet de lever deux verrous scientifiques majeurs, liés à l'intelligence artificielle : celui du manque de données d’entraînement dans des contextes de frugalité, et celui des problématiques d'explicabilité des résultats.

• IRT SYSTEM X et RTE pour le projet HSA (Hybridation Simulation Apprentissage)

Le projet HSA (Hybridation Simulation Apprentissage) a pour objectif de concevoir de nouvelles approches basées sur l'IA dans le but d’hybrider les simulations physiques classiques du monde industriel. Cette hybridation a pour but d’améliorer le compromis qualité/coût des simulations numériques pour un usage donné afin d’améliorer les décisions prises lors de la conception et du pilotage des systèmes physiques complexes. Durant les dernières décennies, la simulation numérique s'est positionnée comme un outil incontournable pour la conception et le pilotage des systèmes physiques complexes. Cependant, les simulateurs physiques se heurtent aujourd’hui à plusieurs limitations comme le coût de calcul, l’incertitude sur les données, ou bien la difficulté à converger vers un résultat satisfaisant. Dans ce contexte, les approches d’apprentissage des systèmes physiques complexes basés sur les données se sont avérées intéressantes pour adresser ces limitations. Néanmoins, cela se fait souvent au prix d'une certaine précision, et d’une moins bonne maitrise du comportement du modèle physique, ce qui peut entraver l’utilisation industrielle de ces modèles. Afin d’orienter ces efforts vers une meilleure applicabilité sur les problèmes réels, les partenaires proposent un nouveau cadre de benchmarking nommé : « Learning Industriel Physical Simulations », dédié aux simulateurs hybrides des applications industrielles. Ce benchmark a été testé sur le cas d’usage du réseau électrique en collaboration avec RTE. Il a cependant été conçu d’une manière modulable et configurable afin d’adresser plusieurs types de physiques relatives à des systèmes industriels différents.

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