La simulation en temps réel : une technologie de pointe au service du déploiement de la mobilité électrique

Pour accom­pa­g­n­er le déploiement de la mobil­ité élec­trique à grande échelle, Typhoon HIL met à la dis­po­si­tion des acteurs de ce marché des solu­tions à la pointe de la tech­nolo­gie afin de sécuris­er le volet test et val­i­da­tion. Michel Gue­nat, Busi­ness Devel­op­per et Man­ag­er de Typhoon HIL France, nous en dit plus sur le posi­tion­nement et le méti­er de son entre­prise. Rencontre.

Votre métier est la simulation en temps réel. De quoi s’agit-il ?

Nous con­cevons des solu­tions de test et de val­i­da­tion qui utilisent la tech­nolo­gie de la sim­u­la­tion en temps réel. Celle-ci est basée sur des mod­èles math­é­ma­tiques. Prenons l’exemple d’un con­struc­teur de voitures. Il a oblig­a­tion de tester les véhicules qu’il con­stru­it. Dans ce cadre, il va notam­ment tester le moteur et son cal­cu­la­teur qui est com­posé d’une par­tie matérielle, de processeurs, de logi­ciels… Pour tester ce cal­cu­la­teur, il peut réalis­er des tests « réels » sur la voiture ou avoir recours à la sim­u­la­tion en temps réel.

Dans le pre­mier cas de fig­ure, il existe un risque de perte de don­nées et des prob­lé­ma­tiques d’ordre sécu­ri­taire. Dans le sec­ond cas, dans un lab­o­ra­toire, il va être pos­si­ble de simuler l’activité du moteur afin de véri­fi­er que le cal­cu­la­teur et les autres com­posants fonc­tion­nent cor­recte­ment. En plus de cela, la sim­u­la­tion en temps réel va per­me­t­tre de génér­er des défauts ou des défail­lances afin d’observer, en toute sécu­rité, la réac­tion du cal­cu­la­teur. Et bien évidem­ment, il s’agit là de tests et d’opérations qu’il n’est pas pos­si­ble de réalis­er sur un véhicule en « réel » pour des raisons de sécurité.

Con­crète­ment, la sim­u­la­tion en temps réel per­met de véri­fi­er le bon fonc­tion­nement d’un ensem­ble, y com­pris dans des cas extrêmes, sur­chauffe, défail­lance diverse, qu’il est com­plexe de réalis­er dans la réal­ité. Elle per­met aus­si de venir appuy­er tout le tra­vail autour de la qual­i­fi­ca­tion et de la cer­ti­fi­ca­tion du véhicule et de ses composants.

Sur un plan plus opéra­tionnel, ces tests de sim­u­la­tion en temps réel per­me­t­tent un véri­ta­ble gain de temps et de fia­bil­ité. Ils per­me­t­tent, en effet, une meilleure coor­di­na­tion du tra­vail des dif­férentes équipes avec des phas­es de test qui peu­vent être menées tout au long du développe­ment d’un produit.

De manière générale, lors des dernières étapes de val­i­da­tion, 90 % des tests auront déjà été réal­isés au préal­able. Restera alors à men­er les essais en réel notam­ment sur le sys­tème com­plet. Cette méthode per­met de gag­n­er jusqu’à 50 % du temps sur le cycle de développe­ment et de val­i­da­tion étant don­né que les dif­férentes équipes peu­vent tra­vailler de manière simul­tanée et complémentaire.

Concrètement, comment vous positionnez-vous ? 

Nous sommes un four­nisseur de solu­tions. Nous met­tons à la dis­po­si­tion de nos clients une solu­tion glob­ale, matérielle et logi­cielle. Au-delà, nous avons la par­tic­u­lar­ité d’accompagner nos clients à toutes les étapes de leur pro­jet. Nous par­tons de leur besoin ini­tial afin de bien cern­er leurs enjeux et con­traintes, notam­ment budgé­taires, et de leur pro­pos­er l’outil et la solu­tion les plus adap­tés. À par­tir de là, nous les accom­pa­gnons aus­si dans le développe­ment et la mise en œuvre de la solu­tion. Pour ce faire, nous nous appuyons sur une équipe dédiée com­posée d’ingénieurs d’application dont le cœur de méti­er et la mis­sion sont d’apporter un sup­port con­tinu à nos clients.

Sur le plan com­mer­cial, nos clients ont la pos­si­bil­ité d’acheter nos solu­tions ou bien de les louer pen­dant la durée de leur pro­jet. Nous leur offrons une cer­taine flex­i­bil­ité qui per­met de mieux gér­er leur bud­get en fonc­tion de leur besoin à un instant T. Sur le marché, nous sommes le seul acteur à pro­pos­er la loca­tion avec option d’achat : si le client, finale­ment, acquiert notre solu­tion, nous déduirons du prix du vente une grande par­tie des frais de location.

Dans le monde de la mobilité électrique, que proposez-vous ?

Avec nos solu­tions, nous cou­vrons toute la chaîne de valeur de la mobil­ité élec­trique : le véhicule, la borne de recharge, le chargeur de bat­terie, le BMS (Bat­tery Man­age­ment Sys­tem), le con­ver­tis­seur de puis­sance… Nous sommes ain­si en mesure de tester et véri­fi­er cha­cun de ces mail­lons. Par exem­ple, pour valid­er une borne de recharge, nous allons rem­plac­er le véhicule sur lequel va être branchée cette borne en inté­grant dans la sim­u­la­tion les sig­naux élec­triques de ten­sions et courants. Mais nous allons inté­gr­er égale­ment la sim­u­la­tion des pro­to­coles de com­mu­ni­ca­tion stan­dards ou spé­ci­fiques entre le véhicule et la borne de recharge. Et comme précédem­ment men­tion­né, nous allons aus­si simuler des défail­lances pour voir com­ment ces dif­férents mail­lons de la chaîne de la mobil­ité élec­trique réagissent.

Alors que le déploiement de la mobilité électrique s’accélère, à quels enjeux et problématiques répondez-vous ?

Pour accom­pa­g­n­er cette accéléra­tion de la mobil­ité élec­trique, avec nos solu­tions, nous appor­tons aux dif­férentes par­ties prenantes un gain de temps et de fia­bil­ité. Aujourd’hui, nos ému­la­teurs temps réel font par­tie des solu­tions les plus rapi­des sur le marché. Nos pas de sim­u­la­tion vont, en effet, jusqu’à 200 nano sec­on­des ce qui va notam­ment nous per­me­t­tre de pren­dre en charge la sim­u­la­tion des nou­velles tech­nolo­gies de com­posants élec­tron­iques. Aujourd’hui, nous enten­dons de plus en plus par­ler de SiC, car­bu­re de sili­ci­um, ou de GaN, nitrure de gal­li­um. Ce sont des com­posants élec­tron­iques qui fonc­tion­nent à de très hautes fréquences de l’ordre de 70, 100 kHz et au-delà, là où la moyenne actuelle est de l’ordre de 10 kHz. Nos sys­tèmes ultra-rapi­des ont juste­ment la capac­ité de fonc­tion­ner à ces très hautes fréquences et peu­vent donc être util­isés pour toutes les phas­es de test et de validation.

Alors que nous sommes face à une pénurie con­tin­ue des com­posants élec­triques, la sim­u­la­tion en temps réel per­met de réalis­er des tests alors même que le véhicule n’est pas totale­ment con­stru­it. Au-delà du gain de temps, c’est aus­si un avan­tage en ter­mes de coût non-nég­lige­able pour les constructeurs.

En par­al­lèle, la pro­fondeur des tests et des sim­u­la­tions que nous met­tons à la dis­po­si­tion de nos clients per­met égale­ment d’automatiser facile­ment des séquences de tests. Il va, par exem­ple, être pos­si­ble de lancer dans la nuit­des tests qui néces­si­tent plusieurs heures et avoir accès, dès le lende­main, au rap­port qui aura été généré de manière automatique.

Qu’apprécient vos clients dans vos solutions et votre accompagnement ?

Aujourd’hui, nous tra­vail­lons avec les prin­ci­paux acteurs du marché de la mobil­ité élec­trique dans le monde entier : des con­struc­teurs, des lab­o­ra­toires spé­cial­isés dans les essais et les sim­u­la­tions, des fab­ri­cants de con­ver­tis­seurs de puis­sance, de bat­ter­ies, de borne de recharge…

De manière générale, ils appré­cient le fait que nous met­tions à leur dis­po­si­tion une solu­tion glob­ale, matérielle et logi­cielle, qui est « ver­ti­cale­ment inté­grée ». À par­tir de là, ils ont ain­si la garantie d’avoir un inter­locu­teur unique pour les accom­pa­g­n­er et leur fournir le sup­port néces­saire tout au long de leur projet.

En par­al­lèle, nous accor­dons aus­si une atten­tion par­ti­c­ulière à la for­ma­tion et la mon­tée en com­pé­tences de nos clients. Nous avons ain­si mis en place la « HIL Acad­e­my » avec la par­tic­i­pa­tion de la Fac­ulté des Sci­ences Tech­niques de Novi Sad en Ser­bie, où se trou­vent par ailleurs nos bureaux d’études, l’Université Fédérale de San­ta Maria au Brésil et une uni­ver­sité améri­caine basée dans l’Illinois. Actuelle­ment, une ving­taine de cours sur l’émulation temps réel, les con­ver­tis­seurs de puis­sance, les réseaux élec­triques… est acces­si­ble gra­tu­ite­ment au grand pub­lic. Ces for­ma­tions et ces cours per­me­t­tent d’avoir une approche très didac­tique de la sim­u­la­tion en temps réel et ils sont même util­isés par cer­taines écoles d’ingénieurs !

Enfin, pour les clients qui ont besoin d’être con­va­in­cus de la per­ti­nence de nos solu­tions, nous avons mis en place l’offre « HIL in a Day » : sur une journée, nous allons cocon­stru­ire avec eux une pre­mière ver­sion de la solu­tion dont ils ont besoin moyen­nant une con­tri­bu­tion finan­cière faible. Cette pre­mière ver­sion, qui n’est bien évidem­ment pas com­plète, va toute­fois leur per­me­t­tre de com­mencer à utilis­er nos solu­tions et out­ils afin de pou­voir appréci­er les dif­férentes pos­si­bil­ités qu’ils offrent et d’affiner leurs spé­ci­fi­ca­tions. Cet exer­ci­ce leur per­met de voir la per­ti­nence de nos solu­tions sur un de leur pro­pre cas d’usage. En général, 95 % des entre­pris­es qui se lan­cent dans cette démarche louent ou achè­tent nos solu­tions à l’issue de cette expérimentation !

Et pour conclure, comment vous projetez-vous sur le marché ? Quelles sont les prochaines étapes pour votre entreprise ?

Nous sommes présents sur le marché français depuis novem­bre 2021. Notre prin­ci­pal enjeu est de gag­n­er en vis­i­bil­ité et de faire con­naître notre offre et nos solu­tions notam­ment auprès des grands don­neurs d’ordre et équipemen­tiers aus­si bien dans le monde auto­mo­bile que mar­itime, fer­rovi­aire ou aéro­nau­tique. Dans cette démarche, nous avons aus­si un tra­vail de vul­gar­i­sa­tion et de péd­a­gogie à men­er. En effet, hormis dans le secteur auto­mo­bile et aéro­nau­tique où la sim­u­la­tion est oblig­a­toire, en France, la sim­u­la­tion en temps réel et ses avan­tages restent très peu connus.

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