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"La simulation est un facteur de compétitivité", selon Gérard Roucairol

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Pour Gérard Roucairol, le président de l’Académie des technologies et de l’association Teratec, la simulation est un élément clé de l’innovation. C’est en associant, par le numérique, la conception et la fabrication que l’industrie pourra relocaliser.

La simulation est un facteur de compétitivité, selon Gérard Roucairol
"La simulation est un facteur de compétitivité", selon Gérard Roucairol

L'Usine Nouvelle - D’où vient le talent français pour la simulation ?

L’origine de cette capacité et de cet intérêt pour la simulation vient d’un certain nombre d’hommes issus de l’école française de mathématiques appliquées avec des personnalités prestigieuses telles Jacques Lyons, le fondateur de cette école et de méthodes mathématiques pour simuler, en particulier la méthode dite des éléments finis, qui s’opposait à la méthode américaine des différences finies. Et il y a eu des transferts très importants dans l’industrie.

Des entreprises comme EDF, Dassault Aviation, l’Onera, Total, le CEA... ont pris très rapidement chez eux des ingénieurs. Christian Saguez a créé Simulog, une entreprise destinée à pouvoir vendre à l’industrie les logiciels conçus par l’Iria. Il y a eu un mouvement assez fort de personnels formés qui ont pu irriguer. D’autre part, ces recherches étaient très portées sur les applications, en particulier la mécanique des fluides. Il y a eu un mouvement assez fort de personnel formé à ces méthodes et orienté vers les applications. Tout ce mouvement a été repris par des ingénieurs réceptifs à ces méthodes, à l’usage des mathématiques pour faire quelque chose d’opérationnel. Beaucoup d’ingénieurs formés dans les grandes écoles ont reçu un enseignement sur la simulation.

Les grands industriels français ont assez tôt compris l’intérêt de la simulation : ceux de l’aéronautique, de la défense, de l’énergie, de l’automobile. Il y a eu de grands promoteurs, comme Paul Caseau qui a été très longtemps le directeur des études et recherches de l’EDF. Il a porté le recours à la simulation pour la conception des centrales nucléaires. Cette culture de mathématiques appliquées, qui est beaucoup passée par les écoles d’ingénieurs, a beaucoup aidé.

Les grands industriels français ont assez tôt compris l’intérêt de la simulation : ceux de l’aéronautique, de la défense, de l’énergie, de l’automobile.

 

Deuxième dimension, on a disposé avec Bull d’un constructeur informatique. Cela a permis de ne pas voir l’informatique uniquement comme un objet de consommation, mais d’être plus proche de la problématique de la conception des machines. Bull a fourni la machine de la simulation nucléaire.

Quel est le poids de Bull dans le domaine du super calcul ?

Il n’y a qu’un petit nombre de grands acteurs. Les Américains, avec IBM, incontestablement le numéro un, HP, plus orienté sur le milieu de gamme et Cray-SGI, sur un marché de niche. Il y a Bull, puis des acteurs chinois qui cherchent à percer et des Japonais, en perte de vitesse. Les cartes ont été rebattues par l’évolution des architectures. Il est désormais possible de focaliser la valeur ajoutée sur quelques éléments clés, sans avoir besoin de tout faire. Cela a été le positionnement de Bull dès le départ sur les supercalculateurs. Bull de fait ni les processeurs, ni les mémoires, ni les disques, mais se fournit sur le marché. Bull a développé sa valeur ajoutée sur quelques éléments clés qui facilitent l’intégration.

Les grands acteurs ont-ils joué un rôle d’entraînement ?

Il y a d’abord eu quelques grands secteurs, la défense, l’énergie, avec le pétrole et le nucléaire civil, l’aéronautique et l’automobile, qui ont entraîné leurs sous-traitants, qui ont acquis à leur tour la culture de la simulation, comme les Altran, Alten

La deuxième grande ligne est que l’on assiste en ce moment à une grande diversification des usages de la simulation. Dans la santé, pour la conception des médicaments, sans parler de l’imagerie médicale ou du multimédia, pour la conception de films. Avatar a marqué une rupture, avec l’utilisation d’une machine de 40 000 processeurs, alors qu’une machine destinée à la simulation nucléaire compte 120 000 processeurs. Un autre domaine qui explose, c’est celui des big data. Il faut à la fois exploiter les données et avoir une autre approche de la simulation, dite "data driven", tirée par les données.

On accumule tellement de données sur des processus que l’on ne connaît pas, des processus pas nécessairement finis, comme des comportements humains. On travaille alors par apprentissage en faisant de la modélisation statistique. À chaque fois que l’on a une nouvelle donnée, sur un processus que l’on ne connaît pas, que l’on n’a pas modélisé, on la compare et on travaille par apprentissage. Cela n’a beau être qu’un modèle statistique, on obtient de très bonnes approximations.

Cette diversification des usages entraîne une diversification des acteurs, différents de ceux qui étaient capables de s’offrir de très grosses machines. Dans cette nouvelle vague, on trouve des petites entreprises. Mais ce n’est pas parce que vous êtes petit que vous avez de petits problèmes à résoudre.

Quelle est la solution ?

La solution passe par la mutualisation. Nous sommes entrés dans une ère où la puissance des machines se fait par accumulation de ressources. Le cloud entre dans cette dynamique. Et comme on a standardisé les accès à distance, on peut atteindre un large marché et donc changer de business modèle, avec un paiement à l’usage. Des petites entreprises peuvent ainsi accéder à une grande puissance de calcul. Le problème qui se pose alors est celui des compétences. C’est là que se situe l’enjeu.

Teratec a-t-il un rôle à jouer dans ce domaine ?

Teratec c’est d’abord une association avec quatre-vingts membres. Nous organisons tous les ans un forum autour des outils de simulation numérique avons pour ambition de construire une grande technopole. L’originalité de Teratec, c’est son objectif de couvrir toute la chaîne de valeur du calcul de haute performance. Que ce soit parmi nos membres ou que ce soit dans l’installation de la technopole. Cela comprend des entreprises qui travaillent sur le matériel, sur le logiciel de base, le développement, des entreprises qui produisent du logiciel d’application, qui produisent du service et enfin des utilisateurs. On va trouver dans la technopole une instantiation de tous ces acteurs.

La formation devient un élément clé et l’association est motrice pour sur la création d’éléments de formation. Deux ont été déjà été créés au sein de l’Institut Teratec. Le master MHIPS, master de formation initiale, et un mastère en cours de mise en place, destiné aux ingénieurs diplômés qui travaillent dans l’industrie. Et nous sommes en train de monter une troisième dimension, une formation professionnelle destinée aux personnes qui travaillent en entreprise.

Il y a en effet un manque de compétence. L’un des points majeurs dans la formation c’est l’usage du parallélisme. Les gens sont habitués à raisonner de manière séquentielle, autant du point de vue algorithmique que programmatique. Alors que le modèle du parallélisme est le seul qui permet de gagner de la puissance… La question du parallélisme est un problème mondial et les gens du calcul haute performance sont en première ligne, ils ont besoin de plus de performances que d’autres. On manque de personnes formées, et il n’y a pas de standard, il n’y a pas l’équivalent des langages Java ou C. Les gens n’ont pas bien conscience de cette rupture. IDC parle ainsi "du mur du parallélisme". Dans ce domaine, Teratec fait œuvre de pionnier.

Autour de Teratec, une filière française peut-elle prendre de l’ampleur ?

La simulation devient un outil clé dans l’innovation et dans la concurrence. La simulation permet un raccourcissement des cycles de conception, et cela est un élément de compétitivité majeur. Pour la France, il n’y a pas le choix. Ce n’est pas dans le bas du cycle industriel que l’on va faire de la valeur, mais dans le cycle de conception. C’est une exigence majeure de se repositionner sur la simulation numérique. Ce qui est important, si l’on veut relocaliser les usines en France, c’est intégrer la conception et la fabrication, par le numérique. Cela est tout à fait fondamental. Vous raccourcissez les cycles de conception, vous avez des conceptions beaucoup plus robustes, car vous pouvez tester plusieurs cas, vous pouvez lancer des simulations simultanées sur différents scénarios possibles. Vous pouvez tester plusieurs sortes de scénarios, avec différents paramètres. Vous êtes donc plus à même d’arriver plus rapidement avec des innovations.

La simulation permet un raccourcissement des cycles de conception, et cela est un élément de compétitivité majeur. Pour la France, il n’y a pas le choix.

 

Cette intégration de la conception et de la fabrication est l’une des clés de la compétitivité future. C’est pour cette raison qu’il faut développer le numérique en France. Et, malheureusement, cela ne va pas de soi. Il y a beaucoup d’évangélisation à faire, car c’est extrêmement important de maîtriser la formation et les technologies. Nous sommes dans une période de rupture des architectures machine, alors que l’on n’en parle pas beaucoup. Cela va nécessiter en particulier le recours au parallélisme tous azimuts, sans qu’aucun standard soit capable d’émerger à l’heure actuelle. Si les utilisateurs attendent que les machines leur arrivent, ils vont perdre quatre ans sur leurs concurrents qui ont tout de suite travaillé avec les fournisseurs de technologies, car il faut entre quatre et cinq ans pour revoir tous les codes des programmes pour s’adapter aux nouvelles architectures. C’est l’un de nos enjeux en France. Or, nous ne sommes pas trop mal placés car nous avons un constructeur sur place, Bull.  Le co-design, c’est-à-dire inventer en même temps l’architecture et l’application est l’une des alternatives possibles. Nous avons également des start-up, comme Kalray, une petite société avec laquelle je travaille. Cette spin off de STMicroelectronics et du CEA vient de terminer un microprocesseur qui comprend 256 cœurs destiné à l’informatique embarquée. Elle a conçu le design et le fondeur TSMC le fabrique en 28 nanomètres. Il n’y a rien de plus avancé technologiquement en Europe.

Le développement de Teratec est-il aussi rapide que vous le désiriez ?

Il y a des faits qui sont patents. Il y a quatre-vingts membres actuellement, et on ne peut pas devenir membre simplement en le demandant. Les membres de l’association votent pour accepter une nouvelle entreprise. Autre signe de notre expansion, le Forum. Pour l’édition 2012, nous avions 1 000 inscrits, 80 exposants internationaux, des personnalités importantes qui interviennent. La troisième dimension, c’est le démarrage du campus. Là, nous aurions probablement aimé que le campus décolle plus vite. On a eu un soutien des autorités locales et j’aimerais qu’il se renouvelle très largement. Teratec a été créé essentiellement sur des initiatives individuelles et locales.

Les investissements d’avenir ?

Indirectement, il y a l’application sur Teratec de trois programmes :

  • La solution de cloud HPC Luminov, sélectionnée par les investissements d’avenir, va s’installer sur la zone Teratec
  • Nous faisons partie de l’IRT Systemics, inaugurée le jeudi 21 février 2013 par Geneviève Fioraso, ministre de l’Enseignement supérieur et de la Recherche. Cet institut de recherche technologique est centré sur le plateau de Saclay, mais tout ce qui est la simulation numérique haute performance est basé sur la zone de Teratec.
  • Il y a également des projets qui ont répondu à des appels sur le cloud et sur le big data

Et pour l’Europe ?

Teratec est à l’origine d’une poussée sur l’Europe pour la mise en place d’une plate-forme technologique européenne qui a été créée pour réunir tous les acteurs technologiques du domaine et devenir l’interlocuteur privilégié de la Commission européenne pour définir les programmes de R & D.

Y a-t-il des rivalités entre les différents pays européens ?


Il n’y a pas vraiment de rivalité entre les pays. La difficulté se situe surtout entre les pays qui ont une industrie de la haute performance et ceux qui n’en ont pas. Il se trouve que la France a un peu plus d’industries de la haute performance que les autres, que ce soit en matériel comme en logiciel. Mais les Italiens s’y mettent, les Anglais ont un acteur important dans le domaine du stockage. Dans le domaine du logiciel, nous avons de grands acteurs, mais il y en a aussi en Allemagne, principalement issus des instituts Fraunhofer. Teratec joue le rôle de catalyseur d’opérations.

Au moment où l’on remet en question tout un existant sur le numérique à cause de la rupture technologique, nous avons à Teratec des gens qui connaissent bien ce qui est aux limites du possible et qui sont capables de regarder le problème du numérique dans toutes ses dimensions, du processeur jusqu’au service et aux applications. C’est cela qui tend Teratec exceptionnel, c’est son unicité pour couvrir simultanément tous les domaines. C’est là que nous pouvons avoir un rôle d’évangélisation, mais c’est difficile. L’Europe a globalement décroché de l’informatique et nous avons une vision de l’utilisateur final, en fin de course des technologies informatiques qui viennent d’ailleurs.

Nous voulons faire comprendre qu’il est train de se passer des choses, que des ruptures clés sont en train de se passer et que nous pouvons de nouveau jouer un rôle en Europe, mais nous avons un peu l’impression de marcher à contre-courant. Du coup, cette compréhension n’est pas immédiate. Cependant, les dés ne sont pas encore jetés. C’est ce qu’il y a d’intéressant en informatique. Environ tous les dix ans, il y a des ruptures suffisamment importantes pour rebattre les cartes. Encore faut-il les saisir.

On ne peut plus dissocier la chaîne globale d’intégration de la conception et de la fabrication. Cela me paraît fondamental. C’est l’élément clé de la valorisation, du repositionnement français sur le redressement productif.

 

Si vous aviez un appel à faire à toutes les PME industrielles françaises, quel serait-il ?

On ne peut plus dissocier la chaîne globale d’intégration de la conception et de la fabrication. Cela me paraît fondamental. C’est l’élément clé de la valorisation, du repositionnement français sur le redressement productif. Il faut rejouer cette intégration avec la maquette numérique et les outils de simulation. Et concernant les machines-outils, comme elles deviennent de plus en plus intelligentes, elles ont besoin de plus en plus de puissance de calcul local, avec des processeurs complexes, comme celui de Kalray, qui consomment peu.

Je dirais aux concepteurs et aux utilisateurs de machines-outils de bien regarder les deux dimensions, l’intégration dans la chaîne de valeur d’un côté, la modernisation de leurs équipements de l’autre avec de nouveaux processeurs. On ouvre de nouveaux champs d’applications. En France, nous avons de grands industriels donneurs d’ordres, des industriels de la technologie, et cela, c’est un atout.

Propos recueillis par Thibaut de Jaegher et Patrice Desmedt

 
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