C’est long du vélo à pédales à la Formule 1. Mais c’est précisément le saut quantique que la startup basée sur l’IA Neural Concept et son co-fondateur et PDG, Pierre Baqué, ont fait en seulement six ans.
En 2018, le tout nouveau logiciel de l’entreprise a contribué au développement du vélo le plus aérodynamique au monde. Aujourd’hui, quatre équipes de Formule 1 sur dix utilisent une évolution de cette même technologie.
En cours de route, l’entreprise de Baqué a décroché des contrats avec des fournisseurs aérospatiaux comme Airbus et Safran, obtenant une augmentation de série A de 9,1 millions de dollars en 2022. Aujourd’hui comptant 50 employés, la société suisse Neural Concept travaille sur une série B tandis que son logiciel aide la F1 historique. des équipes comme Williams Racing retrouvent le chemin du sommet de la première forme de sport automobile au monde.
Cependant, là où les voitures de Formule 1 reposent sur des moteurs V6 hybrides de 1 000 chevaux, la première application pratique de la technologie par Baqué a été la propulsion humaine.
Puissance de la pédale
En 2018, Baqué étudiait au Laboratoire de vision par ordinateur de l’École Polytechnique Fédérale de Lausanne, travaillant sur l’application de techniques d’apprentissage automatique à des problèmes tridimensionnels.
« J’ai été mis en contact avec ce gars qui dirigeait cette équipe, concevant la sixième ou septième génération de vélo, et leur objectif était de battre un record du monde de vitesse à vélo », a déclaré Baqué. Ce type était Guillaume DeFrance, et l’équipe était l’IUT Annecy de l’Université Savoie Mont Blanc. L’équipe cycliste avait déjà réalisé une demi-douzaine de modèles de vélos.
« Deux jours plus tard, je suis revenu vers lui avec une forme qui ressemblait presque à celle de l’actuel détenteur du record du monde », a déclaré Baqué. Impressionnée, l’équipe a demandé plus d’itérations. Le résultat était, selon Baqué, « le vélo le plus aérodynamique au monde à l’heure actuelle ».
C’est une déclaration forte, mais elle est étayée par plusieurs records du monde remportés en 2019. Nous ne parlons pas de tubes diagonales en forme d’aile ou de jantes à alvéoles pour réduire la traînée. Ce vélo est entièrement enveloppé, le cycliste transpirant dans un cocon composite, totalement à l’abri du vent.
La technologie de base est un produit appelé Neural Concept Shape, ou NCS. Il s’agit d’un système basé sur l’apprentissage automatique qui fait des suggestions et des recommandations aérodynamiques. Il s’inscrit dans le vaste domaine de la dynamique des fluides computationnelle (CFD), où des ingénieurs hautement qualifiés utilisent des suites logicielles avancées pour exécuter des simulations aérodynamiques tridimensionnelles.
La CFD est beaucoup plus rapide que la sculpture de modèles physiques et leur lancement dans des souffleries. Pourtant, cela dépend également énormément du système et dépend largement de la prise de bonnes décisions par les êtres humains.
À la base, NCS aide les ingénieurs à éviter les pièges aérodynamiques potentiels tout en les poussant dans des directions qu’ils n’auraient peut-être pas envisagées. En « mode copilote », un ingénieur peut télécharger une forme 3D existante, fournissant par exemple un point de départ.
NCS fouillera ensuite dans son réseau neuronal pour suggérer des améliorations ou des modifications, des chemins possibles dans un jeu 3D de choix de votre propre aventure. L’ingénieur humain sélectionne ensuite les suggestions les plus prometteuses et les soumet à des tests et des perfectionnements supplémentaires, leur permettant ainsi de se frayer un chemin vers la gloire aérodynamique.
Pas seulement « tromper le vent »
NCS est utile non seulement pour la course automobile, mais également dans les industries automobile et aérospatiale. « Le chemin vers une large adoption dans ce type d’entreprises est lent », a déclaré Baqué à propos de son travail au sein de l’industrie aérospatiale quelque peu conservatrice. « C’est ainsi que nous avons commencé à travailler davantage avec l’industrie automobile, où les besoins sont un peu plus brûlants et vont rapidement évoluer. »
Neural Concept a obtenu des contrats avec plusieurs fournisseurs mondiaux, dont Bosch et Mahle. L’aérodynamique est de plus en plus essentielle dans le monde automobile, les constructeurs recherchant des voitures toujours plus aérodynamiques offrant la plus grande autonomie possible avec une batterie de taille donnée.
Mais il ne s’agit pas uniquement de tromper le vent. NCS est également utilisé pour développer des éléments tels que des plaques de refroidissement de batterie qui, si elles sont rendues plus efficaces, peuvent maintenir la batterie à sa température optimale sans consommer trop d’énergie dans le processus. « Des gains énormes peuvent être réalisés », a déclaré Baqué, ce qui signifie encore plus de portée.
Si le terrain d’essai ultime pour ces technologies reste toujours la route, le laboratoire ultime est la Formule 1. Phénomène mondial du sport automobile depuis 1950, la F1 connaît actuellement une vague de popularité sans précédent.
Le pouvoir de Netflix
La série Netflix « Formule 1 : Drive to Survive » a fait découvrir l’enthousiasme de la F1 à un tout nouveau public. Bien que cette série se concentre sur la politique et le drame entre les équipes, le succès sur la piste a beaucoup plus à voir avec l’aérodynamisme. C’est là qu’intervient Neural Concepts.
Baqué a commencé à regarder la Formule 1 avant même que Netflix ne soit un clin d’œil dans les yeux de Reed Hastings. « J’ai toujours regardé, depuis l’époque de David Coulthard et Michael Schumacher. »
Aujourd’hui, les pièces développées avec l’aide du logiciel de son entreprise fonctionnent dans ce summum du sport automobile mondial. «C’est un très grand sentiment d’accomplissement», a déclaré Baqué. « Lorsque j’ai créé l’entreprise, je considérais cela comme une étape importante. Pas seulement en Formule 1, mais simplement pour avoir des pièces conçues avec le logiciel sur la route. Et oui, chaque fois que cela se produit, c’est un sentiment formidable. »
La Formule 1 est aussi un sport extrêmement secret. Sur les quatre équipes avec lesquelles Neural Concept travaille, une seule était prête à être identifiée comme client, et même elle est restée assez discrète sur l’ensemble du processus.
Williams Racing est l’une des équipes les plus réputées de Formule 1. Fondée en 1977 par la légende de la course automobile Frank Williams, son équipe était si dominante dans les années 1990 qu’elle a remporté cinq championnats du monde des constructeurs, dont trois consécutifs de 1992 à 1994.
Mais comme dans la plupart des sports, le succès est cyclique pour les équipes de Formule 1, et Williams est actuellement dans une phase de reconstruction. L’équipe a terminé bonne dernière de la saison 2022, se classant seulement septième l’année dernière.
NCS est l’un des outils qui aident Williams à retrouver son avantage concurrentiel. « Nous utilisons cette technologie de différentes manières, dont certaines améliorent notre simulation, et d’autres méthodes sur lesquelles nous travaillons aideront à obtenir de meilleurs résultats pour la première fois en CFD », a déclaré Hari Roberts, responsable de la technologie aérodynamique chez Williams.
Encore une fois, les simulations CFD prennent beaucoup de temps et sont coûteuses, une situation aggravée par les réglementations de la Formule 1 qui limitent la capacité d’une équipe à effectuer des tests. Le temps physique passé dans la soufflerie est fortement limité, tandis que chaque équipe dispose également d’un budget limité pour le temps de calcul qu’elle peut utiliser pour développer ses voitures.
Tout outil qui peut aider une équipe à mettre rapidement en forme ses conceptions aérodynamiques est un avantage potentiel, et NCS est en effet très rapide. Baqué a estimé qu’une simulation CFD complète qui prend généralement une heure ne prendrait que 20 secondes via NCS.
Et comme NCS n’exécute pas de véritables calculs basés sur la physique mais fait des suppositions basées sur l’IA basées sur son réseau d’apprentissages aérodynamiques, il est largement exempté des restrictions draconiennes de la F1. « Tout ce que nous pouvons faire qui nous permet d’extraire plus de connaissances et donc plus de performances de chaque analyse CFD et soufflerie nous donne un avantage concurrentiel », a déclaré Roberts.
Mais les équipes doivent quand même payer pour cela. Baqué a déclaré que les coûts du NCS varient en fonction de la taille de l’équipe et du type d’accès, mais qu’ils se situent généralement entre 100 000 et 1 million d’euros par an. Étant donné que les équipes de F1 fonctionnent également avec un plafond de coûts annuel de 135 millions de dollars, cela représente un engagement substantiel.
Roberts de Williams n’était pas disposé à souligner des pièces spécifiques ou des améliorations de temps au tour grâce au logiciel NCS, mais a déclaré que cela a affecté les performances de leur voiture : « Cette technologie est utilisée dans le cadre de notre ensemble d’outils pour développer l’aérodynamique de la voiture. Nous ne pouvons donc pas lui attribuer directement le temps au tour, mais nous savons que cela améliore notre corrélation et la vitesse à laquelle nous pouvons étudier de nouvelles conditions aérodynamiques.
Au-delà de l’aérodynamisme
La marche incessante de l’IA ne s’arrêtera pas là. On parle d’agents artificiels sur le mur des stands qui donnent le ton pour la stratégie de course et même les réglages de la voiture.
« C’est une période fascinante car la croissance du secteur de l’IA/ML est exponentielle », a déclaré Roberts. « Cependant, c’est aussi un véritable défi auquel est confronté aujourd’hui toute personne impliquée dans la technologie. Quels nouveaux outils consacrons-nous du temps à explorer, développer et adopter ? »
Ce n’est pas le genre d’intrigue qui captivera le spectateur moyen de Drive to Survive, mais pour de nombreux fans de F1, la course derrière la course est la source ultime du drame.
Quant à Neural Concept, l’entreprise continue de s’investir davantage dans le secteur non sportif de l’industrie automobile, en travaillant au développement de moteurs électriques plus efficaces, en optimisant le chauffage et le refroidissement de l’habitacle et en se lançant même dans les tests de collision.
Baqué a déclaré que le logiciel de l’entreprise peut aider les ingénieurs à optimiser la résistance aux chocs d’une voiture tout en éliminant le poids inutile. Mais pour l’instant, l’entreprise ne peut effectuer des simulations d’accident que sur des composants individuels, et non sur des voitures entières. « C’est l’une des rares applications où nous avons atteint les limites de performance », a-t-il déclaré.
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