America’s Cup : un jumeau numérique pour challenger

Publié le 23 août 2024 par Xavier Fodor

America’s Cup : un jumeau numérique pour challenger

La 37e America’s Cup vient de démarrer en Espagne, sur le plan d’eau de Barcelone. Six équipages, représentant six pays, vont rivaliser lors de régates à bord d’AC75. Ces voiliers monocoques à foils sont des bêtes de course, filant à plus de 100km/h au-dessus de l’eau! Le bateau français a été préparé et bénéficie d’un suivi à l’aide d’un jumeau numérique développé par Siemens: un sacré avantage.

L’America’s cup est l’une des plus belles compétitions de voile au Monde. C’est en tous cas la plus prestigieuse. Initiée en 1851, elle perpétue des défis lancés entre Yachts Clubs. L’objectif de la course est, pour les «Challengers», de défier le détenteur de la Coupe, actuellement l’équipe de Nouvelle-Zélande, qui en tant que «Defender» va tout faire pour la conserver. Pour cette 37e édition, «Emirates Teams New Zeland» va ainsi rivaliser avec cinq autres équipages, représentant cinq clubs et pays. Les challengers vont d’abord s’opposer dans des duels successifs et éliminatoires. Le gagnant sera confronté au Defender pour des manches finales en octobre. Le premier des deux bateaux remportant 7 courses sera déclaré vainqueur.

Formule 1 des mers

© Alexander Champy-McLean / Orient Express Racing TeamL’équipe «Orient Express Racing Team» est le challenger français officiel engagé par K-Challenge pour la société Nautique de Saint-Tropez. "K"pour Ortwin et Stephan Kandler, père et fils, passionnés par la mer et les bateaux et plusieurs fois engagés dans des éditions de l’America’s Cup. Ortwin, l’un des pionniers du programme Airbus à la fin des années 1960, a vite été happé par la mer. Il a fondé K-Yachting en 1989, une société spécialisée dans l’importation et la location de voiliers de course et surtout dans la construction de prototypes novateurs. K-Challenge, fondée par Stephan en 2001, est identifiée comme la première sport-tech au monde, rassemblant les meilleurs sportifs, ingénieurs, techniciens et experts français en voile. Elle incube des projets, développe des concepts et dépose des brevets tout en cherchant à remporter les plus grandes compétitions de voile, comme l’America’s Cup. L’équipe K-Challenge installée sur la base de Barcelone compte aujourd’hui près de 100 personnes.

À la base, les bateaux engagés sur l’America’s Cup sont approximativement les mêmes. Les AC75 ont été créés pour la 36e édition en 2021 à Auckland et une seconde version a été développée pour 37e édition. Il s’agit de voiliers monocoques à foils de 20,7 mètres de long embarquant un équipage de huit personnes. Ce sont des formules 1 des mers qui utilisent des matériaux et des technologies de pointe et passent presque autant de temps à voler que dans l’eau. Ils nécessitent une finesse dans les réglages des systèmes hydrauliques de vol et d’aéronautique qui contrôlent les voiles, le gouvernail et les volets de foil. Le pilotage est ultraprécis à l’aide de joysticks. Il nécessite une parfaite synchronisation entre les équipiers en lien constant avec leur base à terre et devient impressionnant lorsqu’il s’agit de piquer dans l’eau pour prendre au mieux la bouée et virer de bord avant un nouvel envol à plus de 100 km/h au-dessus des eaux!

Le jumeau numérique en allié technologique

© Martin Keruzoré / Orient Express Racing TeamAinsi, en collaboration avec le département Simcenter Engineering Services de Siemens, les ingénieurs de K-Challenge ont créé à l’aide de différents outils logiciels de la plate-forme Xcelerator des jumeaux numériques de tous les systèmes à bord. Ils ont été paramétrés et validés sur le plan fonctionnel, de même que les bibliothèques dédiées, ce qui permet de s’assurer que l’agencement et l’interface sont complets et faciles à utiliser dans le cadre d’un effort d’équipe pluridisciplinaire impliquant les groupes Performance, Mécatronique et Hydraulique.

«Les voiliers ont évolué de façon spectaculaire depuis l’arrivée de la technologie du foil, qui leur permet de voler au-dessus de l’eau. La gestion des deux fluides et de toutes les nouvelles technologies de vol est devenue un véritable défi, car le jeu a complètement changé, commente dans un communiqué de presse Stephan Kandler, P-DG de K-Challenge et d’Orient Express Racing Team. Les jumeaux numériques et les essais virtuels ont constitué une avancée majeure qui a permis d’améliorer la R&D des bateaux en complément de la navigation réelle».

Lorsque l’équipe constate que les performances de fonctionnement s’écartent des attentes, les données collectées sur l’eau sont prises comme référence et les ingénieurs modifient les modèles des systèmes. Par exemple, ils peuvent repérer les fuites suspectées dans les systèmes hydrauliques avant d’essayer de faire correspondre les résultats de la simulation et les données réelles. Cela leur permet de cibler de manière plus précise et plus efficiente les opérations d’inspection et de maintenance.

Simulateur de course

© Alexander Champy-McLean / Orient Express Racing TeamDans le cadre de sa préparation pour la course, l’équipe peut également exploiter les modèles de systèmes basés sur des jumeaux numériques, déjà préparés pour simuler le fonctionnement en temps réel, en transmettant en direct aux modèles les données collectées lors des essais, ce qui permet de comparer la réponse en temps réel. En outre, lorsque le bateau n’est pas en mer, les modèles de systèmes sont connectés au simulateur de réalité virtuelle de K-Challenge. Enfin, il est également possible de travailler sur la stratégie de contrôle des systèmes et de tester plusieurs scénarios virtuellement avant de le faire en mer.

Cette aventure industrielle et sportive ravit particulièrement Jean-Marie Saint-Paul, P-DG de Siemens Digital Industries France et Siemens Digital Industries Software France qui déclare: «Le travail accompli depuis le début de notre collaboration technique et les progrès que nous ferons pendant la course montrent comment les jumeaux numériques de systèmes complexes peuvent tirer parti de l’utilisation de données en temps réel pour offrir de nombreux avantages dans l’un des environnements sportifs les plus compétitifs.»

Reste maintenant à l’équipe de briller sur l’eau, avec un jumeau numérique en neuvième homme à bord!

 Xavier Fodor



  orientexpressracingteam.americascup.com/fr/home

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