Bateaux volants : COSME développe des outils numériques pour gagner

À l’ère des bateaux qui décollent, le numérique est devenu incontournable : pour concevoir l’architecture la plus performante, mieux préparer l’équipage, optimiser les manœuvres. Le projet COSME couvre ces trois aspects par la simulation 3D et l’intelligence artificielle.

La 36^e Coupe de l’America vient de s’achever, c’était en mars dernier. La victoire finale est néo-zélandaise face au défi italien. Mais en coulisses, les français étaient aussi présents notamment par ses concepteurs de bateaux. L’architecte naval Benjamin Muyl a participé au design du Challenger britannique, Ineos Team UK. Tandis qu’à la conception du Defender victorieux, Emirates Team New Zealand, figure la signature de Guillaume Verdier. Ce dernier, observe Benjamin Muyl, est un habitué des podiums : “Guillaume est une star de l’architecture navale. Il gagne toutes les compétitions dans lesquelles il s’engage.”.

C’est dire la qualité du consortium réuni au sein du projet COSME : les deux architectes y font cette fois équipe avec un troisième partenaire, le laboratoire IRDL de l’Université de Bretagne Sud. Leur volonté commune : apporter des réponses technologiques aux problématiques nées de l’apparition des navires volants et intelligents. Et ce faisant, renforcer la Sailing Valley, la filière d’excellence qui se construit en Bretagne Sud autour du nautisme, des régates et de la course au large. Le projet COSME cible plus particulièrement la Coupe de l’America en traitant deux sujets distincts.

Simuler pour apporter un supplément d’agilité

Le premier objectif est d’impliquer les usagers, donc les marins, dans le processus de conception. Comment ? Par la simulation 3D. Les marins seront placés en condition de navigation avant que le bateau n’existe grâce à un environnement virtuel et une interface homme-machine réalistes. Ce qui permet de procéder par itérations. “Ces bateaux qui volent sont de vrais avions. On a besoin du feedback des marins sur tous les éléments : la coque, la quille, le foil, le safran… Est-ce que le bateau est pilotable ? Quelles seront ses performances ? Et au fur et à mesure des retours, on peut affiner.”

La simulation offre un autre avantage : elle donne la possibilité à l’équipe de s’entrainer alors que le bateau n’est pas encore disponible. Et puis elle permet d’éviter une rupture de l’entrainement  lorsque le voilier est immobilisé pour des raisons de maintenance. Résumé de façon pragmatique : “La simulation permet de gagner beaucoup de temps et d’argent… Le budget d’une campagne de l’America’s Cup est colossal, de l’ordre de cent millions d’euros.”

Des modèles dynamiques pour optimiser les manœuvres

Après le virtuel, vient le comportement réel en situation de navigation. Le deuxième volet du projet cherche à obtenir le contrôle optimal du bateau pour en tirer les meilleures performances : “il faut calculer quelle sera la meilleure trajectoire, comment régler les voiles lors du décollage, lors d’un virement de bord, ou bien quand on rencontre une risée ou une grosse vague. Il existe une foule de paramètres dont il faut tenir compte.”

Pour cela, COSME fait appel à des modèles dynamiques de la coque, du foil, du mât, bref, de chacun des objets qui composent le bateau… Le tout traité par des algorithmes de Machine Learning à partir de données relevées ou calculées. L’ensemble des outils doivent être opérationnels dès l’été 2021 car, pour les concepteurs, l’édition 2025 de la plus célèbre des compétitions nautiques commence dès cette année.

Un principe applicable à d’autres usages

Benjamin Muyl envisage que les travaux réalisés au sein de COSME puissent profiter à d’autres compétitions, à d’autres usages du nautisme, et même à d’autres domaines d’application : “Les outils développés ne sont pas limités à un usage particulier. Ils sont applicables à n’importe quel mobile qui se déplace. Par exemple, on peut imaginer que le développement d’une éolienne pourrait bénéficier des mêmes principes. C’est un point qu’il faudra regarder au-delà du projet.”