L’équipementier italien Dallara crée des designs aérodynamiques et des matériaux avec un supercalculateur Lenovo. Simuler pour pouvoir commettre des erreurs.                 


«Si vous ne faites pas d’erreurs, jamais vous ne serez leader ! En matière d’innovation, tout repose sur la capacité à pouvoir tester, se tromper, recommencer. Et apprendre… pour, in fine, trouver la solution dans les plus brefs délais !» A Varano de’ Melegari, dans le nord de l’Italie, les ingénieurs de l’équipementier automobile Dallara ont choisi la technologie HPC (High Performance Computing) pour simuler les châssis, l’aérodynamisme et les matériaux composites de prochaines Audi, Bugatti, Ferrari, Lamborghini et Maserati.

«Notre mission est de définir le futur, à la fois pour nos clients qui produisent des automobiles, mais aussi pour nos fournisseurs à qui nous commandons la fabrication de matériaux inédits, explique Andrea Pontremoli, CEO, Dallara. Pour y arriver, nous devons apprendre de nos erreurs. Comme faire des erreurs en production coûte très cher, nous avons misé sur la simulation. Pour nous, la simulation au quotidien est devenue essentielle.»

Tout est à inventer

Andrea Pontremoli parle d’expérience. Chaque week-end, environ 300 voitures Dallara tournent en compétition sur les circuits des plus grands événements -Formule 3, IndyCar, European Le Mans Series et autres. Il prend en exemple les prochaines voitures sportives hybrides électriques-thermiques sur lesquelles planchent en ce moment ses équipes.

«Tout est à inventer ! Faut-il mettre le moteur thermique à l’arrière et le moteur électrique à l’avant ? Un moteur électrique sur chacune des deux roues motrices ? Un moteur électrique sur les quatre roues avec un moteur thermique au centre qui sert juste à produire de l’énergie pour les autres ? Quelles que soient les options, elle coûtent cher à fabriquer juste pour se rendre compte qu’elles ne sont pas efficaces. Les simuler sur des maquettes numériques nous permet d’avoir les moyens financiers de les tester et, ce, dans des délais courts.»

Andrea Pontremoli : «Notre obsession : pouvoir commettre des erreurs sans faire faillite, commettre des erreurs pour avancer plus vite.»

Dallara utilise la modélisation 3D, l’analyse structurale, la dynamique des fluides numérique (CFD), l’analyse par éléments finis (FEA) et les simulations de conduite dynamique de véhicules, ainsi que les ressources du centre de recherche et de la soufflerie pour créer des voitures de sport.

En termes d’infrastructure, Dallara dispose d’un cluster NeXtScale comprenant 80 nœuds de calcul Lenovo nx360 M5 et une solution de stockage SDD. Dix serveurs Lenovo System SR650 supplémentaires ont ensuite été implémentés comme base de l’environnement VDI. L’installation a été réalisée par Lenovo Professional Services et deux partenaires technologiques locaux.

Une demande en termes d’objectifs, non de technologie

«L’utilisation de la simulation est devenue fondamentale, explique Andrea Pontremoli. Ce choix soutient le développement aérodynamique des voitures de course et de route, de la première phase de conception aux essais en soufflerie. Par exemple, la CFD nous permet de simuler des conditions physiques difficiles, voire impossibles, à reproduire dans une soufflerie classique. Ainsi, l’étude de l’analyse thermique. L’analyse thermique nous aide à étudier des variables allant du refroidissement des freins à la chaleur sous le capot des voitures de route. Elle aide aussi à comprendre  l’aérodynamique acoustique, jusqu’à l’analyse du confort des véhicules standard.»

La demande de Dallara n’était pas technique, mais énoncée en terme d’objectifs de performance. A Lenovo de trouver la solution technologique, poursuit Andrea Pontremoli. «Notre obsession : pouvoir commettre des erreurs sans faire faillite, commettre des erreurs pour avancer plus vite.» Aujourd’hui, les performances d’une Formule 1 se répartissent entre le moteur (15 %), le poids (35 %) et l’aérodynamique (50 %). Autrement dit, Dallara s’occupe de 85 % de la performance !

En termes de business, il faut 9 mois pour passer d’une feuille blanche à une voiture qui roule -soit 8 mois pour la conception, le design, les tests et 1 mois pour la production. «La technologie permet aujourd’hui de simuler la conduite… sans tester ! Nous sommes sûrs de nos modèles, sûrs de nos calculs et sûrs des données.»

Concrètement, plus vite les hypothèses peuvent être vérifiées, plus vite Dallara est sur la route. C’est donc là que le HPC intervient pour gagner du temps tout en pouvant toujours tester plus d’hypothèses. C’est ainsi que l’entreprise italienne vient de gagner le nouveau record du monde de vitesse avec Bugatti, comme voiture homologuée pour la route, à 490 Km/h…

Simuler 1,25 milliard de cellules en 12 heures

Aujourd’hui, sur 80 nœuds serveurs Lenovo NeXTScale M5, 40 sont dévolus à la simulation chimique des matériaux à partir de logiciels principalement Open Source. Et 40 autres simulent une soufflerie sur un modèle de coque conçu en CAD-CAM sur des stations de travail de différentes marques.

«Nous pouvons désormais exécuter des modèles CFD avec 300 millions de cellules en seulement 2,5 heures, poursuit Andrea Pontremoli. Avant, cela prenait cinq heures, c’est donc une énorme amélioration. Cette année, nous avons pu effectuer une simulation de sillage particulière avec 1,25 milliard de cellules en 12 heures. Nous pouvons également exécuter plusieurs simulations simultanément. Nos différentes équipes et départements n’ont plus besoin d’attendre pour exécuter leurs analyses. C’est à ce niveau, aussi, que nous faisons la différence !»

Axel Cleven

La fiabilité de Lenovo a fait la différence

Bientôt, Lenovo remplacera ses NeXTScale M5. Dans l’appel d’offres, Lenovo sera en bonne position. Le constructeur a pu démontrer la fiabilité de ses machines.

Globalement, ses serveurs présentent l’avantage d’être particulièrement denses. Les modèles en place ont permis de déployer 12 demi-nœuds 1U avec 2 Xeon à 2 cœurs chacun dans un boîtier 6U, soit jusqu’à 528 cœurs par châssis. Chaque nœud accepte jusqu’à 1 To de RAM, par l’entremise de 16 barrettes DDR4 de 64 Go chacune.

La température de ces machines est maintenue grâce à Neptune, un système de refroidissement par liquide breveté par Lenovo. Celui-ci permet d’obtenir jusqu’à 24 % de puissance en plus par processeur en comparaison à des serveurs refroidis via des ventilateurs. Sur une année, Dallara a calculé que ce système lui permettait d’économiser l’équivalent de 2000 EUR d’électricité sur chacun des trois racks qui contiennent les nœuds NeXTScale M5.

Lenovo : pouvoir garantir la fiabilité de systèmes denses refroidis avec des technologies aussi complexes que les liquides

«Il s’agit-là sans doute là de l’argument essentiel qui fait que Dallara, comme un tiers des utilisateurs du Top 500, a préféré acheter chez nous son HPC : nous pouvons garantir la fiabilité de systèmes denses refroidis avec des technologies aussi complexes que les liquides, parce que nous fabriquons nous-mêmes nos machines dans nos propres usines avec de vraies compétences dédiées», argumente Martin Hiegl, Director, WW HPC & AI Business Line, Lenovo.

Chez Dallara, les nœuds fonctionnent sous un Linux de Red Hat. Le stockage est externalisé sur des tiroirs V3700v2 de 24 disques, pilotés, en mode bloc, par le système de virtualisation du stockage ny de Datacore et, en mode NAS, par IBM Spectrum Scale.