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La simulation numérique, l’atout vitesse d’Oreca

Le constructeur français Oreca, créé en 1973 près d’Aix-en-Provence conçoit des véhicules de courses qui multiplient les succès. Depuis 2009, il intègre notamment la simulation numérique dans son processus de fabrication.

Le service CFD de Jean-Philippe Pelaprat a été créé en 2009. ©Célia Garcia-Montero

Le service CFD de Jean-Philippe Pelaprat a été créé en 2009. ©Célia Garcia-Montero

Rallyes, 24 Heures du Mans, F1… Les voitures de course conçues par l’écurie varoise Oreca sont présentes sur de nombreux circuits automobiles. Pour demeurer une référence dans le secteur, le constructeur entend gagner en efficacité. Ses équipes d’ingénieurs et d’opérateurs travaillent en étroite collaboration, ce qui a permis à la dernière voiture réalisée pour les courses de racing 2017 (l’Oreca 07), de gagner 16,2 secondes de rapidité à chaque tour.

Le groupe s’est notamment focalisé ces dernières années sur l’appui aérodynamique comme levier de performance. « C’est sur ce facteur qu’il faut placer tous les efforts d’investissements, affirme Patrice Notin, chef de projet Business Développement.  Il représente 42 % des gains possibles sur une voiture et ce taux se chiffre à 93 % sur le développement du châssis. »

Répondre à de nouvelles problématiques

Repères

  • Création : 1973 par Hugues de Chaunac, président d’Oreca
  • Effectif : 200 salariés, répartis sur trois sites (conception et compétition à Signes, construction moteur à Magny-Cours)
  • Chiffre d’affaires 2016 : 60 millions d’euros
  • Activités : Racing, conception et fabrication de voitures de courses, vente d’équipement en ligne, événement dans le sport automobile
  • 350 victoires toutes catégories confondues en Racing, son cœur de métier

L’équipe de simulation numérique des fluides (CFD) pilotée par Jean-Philippe Pelaprat a vu le jour en 2009 au sein du bureau d’études, situé au bout d’un long couloir qui dessert les ateliers de fabrication des voitures. Son activité est devenue indispensable. Les quatre membres de cette unité analysent en permanence les points aérodynamiques à l’aide d’un logiciel pour adapter la production des pièces et optimiser les prototypes. Ils ont effectué plus de 700 simulations pour concevoir l’Oreca 07 et tout est allé très vite. « Du premier coup de crayon au moment où la voiture a roulé, il ne s’est passé que 16 mois », se félicite Patrice Notin.

L’aérodynamique est un élément concurrentiel essentiel pour le groupe : « En une seconde, dix véhicules peuvent se classer », souligne Jean-Philippe Pelaprat. Il utilise ainsi les capacités énergétiques du véhicule pour gagner en vitesse et répondre aux exigences des clients. « A l’aide de la simulation, nous avons réussi à faire entrer de l’énergie sous la voiture. » Les travaux sur l’aérodynamique ont montré que plus de deux tonnes d’appui sont générés lors d’une course, un poids qui dépasse la masse de la voiture, évalué à 930 kg. 

De la voiture de course au… yacht

Au-delà de la célérité, la CFD leur a permis de comprendre un problème technique. « Une voiture de course Toyota présentait un problème d’instabilité qui la faisait se retourner lors d’un dérapage à cause d’une dépression créée sur le passage de roue et une surpression à l’intérieur », explique Jean-Philippe Pelaprat. Chaque espace a fait l’objet d’une étude minutieuse et l’équipe a apporté des modifications sur la voiture, comme la création d’une ouverture sur le passage de roue afin d’assurer la sécurité. De même, la simulation a révélé l’angle idéal de l’aileron arrière pour assurer le meilleur appui possible à la voiture. « Cela nous a ouvert des problématiques que l’on n’imaginait pas traiter », reconnaît le responsable CFD.

Mais surtout, l’aérodynamique a permis à la PME régionale de diversifier son activité. « La diversification est le seul moyen pour survivre économiquement. Grâce à la simulation, nous avons pu nous construire une expertise dans l’aérodynamique. Ce qui nous a ouvert de nouveaux marchés », confie Jean-Philippe Pelaprat.

Oreca travaille aujourd’hui avec Honda sur des réservoirs d’huile ; avec Alstom dans le ferroviaire sur des questions de refroidissement ; ou, dans le yachting, en améliorant la stabilité des yachts de Mac Farlane. Le constructeur vise avec ce savoir-faire un développement plus international, notamment outre-Atlantique.

La simulation impose de travailler différemment

Oreca a choisi en 2015 de travailler avec l’éditeur Ansys sur la simulation des fluides. « La simulation permet de faire des itérations rapides de conception et de minimiser le temps et le coût associés aux prototypes physiques. Renault par exemple est passé de 14 à 3 prototypes en dix ans », souligne Julien Torres, Account Manager chez Ansys.

Pour ses conceptions, l’entreprise Oreca utilise le logiciel Ansys Fluent, qui facilite la visualisation des phénomènes produits par l’énergie. « Les capacités du logiciels nous ouvrent à de nouvelles problématiques et façons de travailler », explique Jean-Philippe Pelaprat, en montrant les écoulements d’énergie en couleur sur son écran.

Son utilisation a nécessité l’installation de cinq stations de 128 GB de Ram et un cluster de 224 cœurs. L’enjeu pour l’industriel est ainsi de développer son architecture numérique. Une simulation génère en effet 16 Giga de données, Oreca en a stocké des dizaines de téraoctets. L’entreprise a dû se doter d’un calculateur et espère aller encore plus loin avec la simulation en temps réel. « Une simulation est réalisée actuellement entre 3 et 48 heures », rapporte Jean-Philippe Pelaprat.

L’éditeur a par ailleurs fondé un programme spécifique pour permettre aux start-up d’accéder à la simulation numérique.

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