Dieter Gundel, Ferrari: «Le fonctionnement de la voiture repose entièrement sur des logiciels» Par Dieter Muller
- Citation :
- ZDNet Allemagne
Vendredi 24 septembre 2004
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- Interview - Ferrari remportera en 2004 son 6e titre d’affilée de champion du monde des constructeurs. Dieter Gundel, ingénieur chargé de l'électronique au sein de l’écurie, explique la place centrale de l’informatique dans la préparation et le déroulement des courses.
Parmi les logiciels que vous utilisez, combien sont développés en interne?- Cela dépend des applications auxquelles vous faites allusion. Les produits de bureautique sont ceux de Microsoft. Les outils de conception et de calcul (CAO et FAO) sont des produits de station de travail standards. Toutes les applications de contrôle des véhicules et la plupart des applications d'analyse des données sont conçues en interne, tout comme les logiciels de bases de données spécifiques. Il est difficile de donner des chiffres précis, car les outils utilisés diffèrent selon les équipes.
Avec quels logiciels de développement travaillez-vous?- Là encore, cela dépend. Les logiciels de contrôle du véhicule mélangent C et assembleur. L'analyse et la simulation sont principalement effectuées avec Matlab. D'autres projets sont rédigés en langages orientés objet (C++, Delphi et Visual Basic, selon les préférences).
Pendant une course, combien de gigaoctets de données transitent entre la voiture et le stand?- Environ 1 Go pour une course moyenne qui dure à peu près 1h30, et davantage bien sûr pour les courses plus longues. Il s'agit de données partiellement redondantes, car nous utilisons une mémoire interne et des canaux de télémétrie alternatifs pour nous assurer que nous ne perdons pas de données.
Comment fonctionne la communication entre la voiture de course et le stand?- Comme vous le laissez entendre, la communication est autorisée uniquement de la voiture vers l'écurie. En plus de son rôle de vérification, l'unité de contrôle embarquée relève tous les signaux pertinents (capteurs, actionneurs et variables d'état internes) et les transmet à un contrôleur de journalisation dédié. Cette unité stocke les données en mémoire et les prépare pour une transmission télémétrique.
Pour la télémétrie, les données sont chiffrées et regroupées, avant d'être transmises au stand via une bande de fréquence autour des 1,5 GHz. Sur le stand, la correction d'erreurs indispensable est appliquée aux données, puis toutes les données sont décodées avant d'être distribuées en temps réel aux stations de travail qui sont en ligne. Comme il n'existe aucun canal du stand vers la voiture, les grands écarts de réception doivent être compensés, en définissant des zones du circuit où les données télémétriques sont mises en mémoire tampon au lieu d'être transmises immédiatement. Les données sont envoyées ultérieurement au stand technique pour analyse.
Quels protocoles de données utilisez-vous?- Les protocoles appliqués sont une combinaison de protocoles de correction d'erreurs standard et de chiffrement, convenant au type de taux d'erreur rencontré sur une liaison sans fil. Ils sont spécialement optimisés pour notre type de communication.
Un système Ferrari peut-il tomber en panne?- Oui, du moins temporairement. Comme le fonctionnement de la voiture repose entièrement sur des logiciels, ces derniers peuvent planter. Une panne ne sera que temporaire, car comme c'est généralement le cas avec les logiciels embarqués, le logiciel de contrôle veille au grain et redémarrera le contrôleur après une courte période d'inactivité. Ainsi, la question devrait plutôt être: Une Ferrari peut-elle connaître une courte panne logicielle? La réponse est oui. Mais comme tous les logiciels sont extrêmement bien testés en laboratoire, lors de bancs d'essai et de tests précédent leur participation à la course, ne vous attendez pas à voir pareille situation lors d'un grand prix!
Quel est le pourcentage de simulations informatiques, comparé aux tests qui doivent toujours être faits en situation réelle sur la piste?- C'est difficile à dire. En termes de fonctionnalités, nous augmentons le nombre de simulations jour après jour, car cela revient beaucoup moins cher que de construire des pièces détachées ou de rédiger des logiciels de contrôle et de les tester dans la voiture. Bien évidemment, il reste des points, tels que la fiabilité et l'interaction avec d'autres fonctions, où il est impossible de se passer du concret, autrement dit de tests sur la voiture. Mais même si la contribution de la simulation continue d'augmenter, nous ne réduisons pas pour autant nos tests normaux. En fait, nous faisons toujours plus.
Combien de temps prend une simulation?- Encore une fois, c'est variable. Si nous prenons la simulation des changements de stratégies de contrôle (contrôle de la traction, par exemple), ces simulations sont effectuées quasiment en ligne entre deux galops d'essai des voitures, autrement dit en quelques secondes. D'autres simulations (comme les simulations aérodynamiques) peuvent prendre des heures et sont normalement préparées avant une course; les résultats nous sont ensuite fournis sous forme de listes de paramètres. Les simulations structurelles et cinématiques peuvent même prendre des jours, mais elles font partie d'un autre cycle de production.
L'utilisation de systèmes plus puissants réduira nos temps de simulation. Cela signifie que, lors d'un grand prix, nous pouvons procéder à des simulations entre chaque tour, alors qu'il fallait [auparavant] le faire la nuit après la course ou une fois de retour en Italie avant la prochaine course. Plus nos ordinateurs gagnent en puissance, plus la simulation deviendra un outil en temps réel, et plus nos voitures seront préparées lorsqu'elles quitteront le garage pour la course suivante.
Comment vous assurez-vous que McLaren-Mercedes ou toute autre écurie ne peut accéder aux données?- Pour notre réseau d'entreprise, nous bénéficions du plus fort degré de protection, à la fois à l'usine et sur la piste. Nous n'utilisons pas encore de réseau sans fil sur le circuit ni à l'usine, car nous trouvons que la sécurité laisse à désirer. Tous nos portables qui quittent l'usine avec des données cruciales sont dotés de disques durs chiffrés. Le trafic de nos données de télémétrie entre la voiture et le stand Ferrari est également chiffré.
Quelle influence l'informatique exerce-t-elle sur le développement d'une nouvelle voiture de course?- Eh bien, comme je l'ai déjà mentionné, tout le travail de conception est effectué à l'aide d'outils de CAO et de FAO. L'analyse structurelle et cinématique est entièrement basée sur ordinateur, donc je suppose que l'influence ne saurait être plus grande que cela.
Et sur le choix de la stratégie de course?- Une influence phénoménale. Toutes nos décisions stratégiques reposent sur des simulations sur ordinateur de la course. Nous disposons de paramètres suite à des simulations effectuées avant la course, qui conditionnent nos décisions stratégiques de base, au même titre bien sûr que les performances obtenues le jour dit. Cette stratégie de course est ensuite mise à jour en temps réel avec la progression de la course et les nouvelles options dérivées. Bien sûr, tout ne peut pas passer par les logiciels de stratégie, mais au moins ces logiciels nous offrent-ils une bonne base pour les décisions spontanées qui doivent être prises par les ingénieurs de piste.
Comment vous assurez-vous que l'informatique ne cause pas de soucis pendant la course?- Le mot-clé pour nous, c'est les solutions de redondance et de secours. Nous appliquons cette procédure de secours sur nos opérations jusqu'au niveau du transit des données entre les machines en utilisant des clés USB, histoire de nous préparer au pire. L'autre point est l'un des grands principes [de la Formule 1]: ne jamais faire deux fois la même erreur. Par conséquent, nous corrigeons tous les problèmes, soit en améliorant les composants ou la structure, soit en revenant à un scénario moins axé sur les performances, mais sûr.
Est-il arrivé que l'informatique soit source de mésaventures? - Non, pas encore. C'est sûr que le niveau d'excitation augmente si nous devons passer à des solutions de sauvegarde, mais pour l'instant, nous pouvons gérer toutes les situations prévisibles.
Quel rôle joue l'informatique dans la voiture à proprement parler?- La voiture est contrôlée par des logiciels. Nous avons un contrôle des systèmes embarqués partout où les réglementations nous permettent d'intervenir et, tout aussi important, partout où nous y trouvons un avantage. Le contrôle du moteur en est le parfait exemple. Autre exemple: le contrôle de la boîte de vitesses nous permet d'obtenir des passages de rapports de l'ordre de 10 millisecondes. Puis il y a le domaine du contrôle de la traction, pour citer un autre exemple important. Autres contrôles notables: le système de commandes électriques du véhicule (commande des gaz) et l'embrayage électrique. Mais il y a plus encore, comme les systèmes d'information du pilote et l'interface pilote, plus les paramètres déjà mentionnés de journalisation des données et de télémétrie. L'ASR (régulation antipatinage) est interdite par les réglementations, tout comme les changements de vitesse et les systèmes de départ entièrement automatiques.
Est-il possible d'aller encore plus vite avec une électronique plus sophistiquée?- Nous préférerions parler en termes de temps par tour que de vitesse, car qui dit vitesse plus élevée ne dit pas forcément tour plus rapide. Toutefois, la réponse simple est oui. Prenez les logiciels de contrôle dont nous avons parlé, et vous comprendrez quel rôle central jouent les fonctionnalités logicielles sur les performances de la voiture.
En quoi les systèmes informatiques employés ont-ils évolué ces dernières années?- Ils sont passés de l'état d'outils auxiliaires à celui de parties essentielles de nos opérations. Prenons juste un exemple: il y a quelques années, une voiture dont la journalisation des données aurait été défectueuse aurait quand même participé à la course. Aujourd'hui, cette même voiture ne quittera pas le garage si la journalisation des données n'est pas au point. Rien ne sert de faire partir la voiture si les outils informatiques ne fonctionnent pas de manière optimale.
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