Comment Alten transforme le sport de haut niveau en laboratoire industriel 

Dix secondes gagnées sur un vélo peuvent-elles faire économiser de l’énergie à un train ? Chez Alten, la réponse se mesure déjà. Une méthode développée avec la Fédération Française de Cyclisme (FFC) a permis de réduire de 10,5 % la traînée aérodynamique d’un carénage ferroviaire d’Alstom. Surtout, le temps nécessaire pour atteindre cette optimisation a été divisé par six. “Là où on a mis un mois pour trouver l’optim et faire tous les calculs, on aurait mis six mois”, a expliqué Steve Péguet, directeur scientifique d’Alten, lors de la viste des laboratoires toulousains . Une partie du gain vient du cyclisme. Les ingénieurs ont simplifié leurs modèles 3D pour concentrer les calculs sur les zones qui impacte l’aérodynamisme. Le morphing fait ensuite varier rapidement la forme d’une pièce pour chercher un meilleur profil. La méthode a été reprise sur le train. Elle a aussi élargi le champ des solutions testées. “Avec le morphing, on allait beaucoup plus vite à la solution attendue et surtout en détectant des solutions qu’on n’aurait peut-être pas imaginées”, a-t-il poursuivi. Le groupe estime qu’une vingtaine de projets industriels sont déjà nés de ses travaux dans le sport.  “Le mot, c’est vraiment laboratoire accéléré”, a résumé le directeur scientifique.  La raison tient aussi au calendrier. Dans le sport, quelques mois séparent parfois deux échéances sportives. Et une compétition ne se décale pas pour laisser six mois de plus aux ingénieurs.

Vingt semaines pour éprouver une technologie 

Chez Alpintech, cette compression du temps descend à une vingtaine de semaines. Ce délai suffit pour définir un système, concevoir ses organes, les assembler puis les tester. “Dans d’autres industries, on parle plus d’un an, un an et demi, voire deux ans”, a comparé Christophe Audoin, directeur de programme en charge du développement du business et des programmes d’Alpintech. La vitesse change aussi la manière de concevoir. En compétition, les composants sont poussés près de leurs limites. Sur un moteur électrique, les ingénieurs peuvent par exemple approcher le seuil de démagnétisation des aimants. “On va aller flirter avec les limites de démagnétisation”, a-t-il décrit. Les essais ont conduit les équipes à segmenter ces aimants pour réduire les courants de Foucault résiduels. Le risque technique est pris plus tôt. Le verdict arrive aussi plus vite. Une solution conçue en quelques semaines doit fonctionner en conditions extrêmes, puis recommencer. La compétition multiplie ainsi les boucles entre conception, prototype, essai et correction. “On a vraiment cette capacité de pouvoir concevoir vite et dans des conditions assez extrêmes”, a résumé Christophe Audoin. Les briques techniques peuvent ensuite être transférées vers d’autres secteurs. Mais le sport apporte plus que du temps. Il pousse parfois les ingénieurs jusqu’à la limite de ce qu’ils savent modéliser. 

À 100 km/h, l'athlète sait avant le modèle 

Sur l’eau, cette limite porte un nom : la cavitation. Le phénomène devient critique lorsque le Zephir Project approche les 100 km/h en planche à voile. Son objectif est de permettre à Antoine Albeau, véliplanchiste français aux 27 titres de champion du monde, de franchir cette barre. À haute vitesse, la pression chute autour de l’aileron et des poches de vapeur se forment. “Dès que tu as une perte, de la cavitation, une perte d’adhérence, tu ne peux plus appuyer sur la planche et souvent c’est une chute”, a expliqué Antoine Albeau. Lui parvient pourtant à sentir le phénomène assez tôt pour soulager sa planche et reprendre de l’adhérence. Son ressenti devient une donnée à expliquer. Dans l’eau comme dans l’air, les ingénieurs cherchent à prévoir les instabilités autour d’un profil et leur effet sur ses performances. Les phénomènes diffèrent, mais les méthodes se répondent. Zephir synchronise ainsi le vent, les efforts et les mouvements, comme des données de vol. “On parle de phénomènes physiques où je n’ai même pas les équations physiques. Elles n’existent pas encore”, a reconnu Steve Péguet. Alten calcule la vitesse d’apparition de la cavitation et simule les écoulements mêlant eau et vapeur pour confronter le modèle aux mesures. Le groupe français transpose aussi ces méthodes à l’aéronautique. À une différence près, décrochages et autres instabilités aérodynamiques imposent des protocoles d’essai stricts et peuvent rendre certaines configurations trop risquées pour dépendre du seul essai réel. Albeau, lui, pousse son système jusqu’à la perte d’adhérence, la ressent et tente de la récupérer. Le sport produit ainsi des données que d’autres industries ne s'autorisent à chercher que par la simulation. 

Du mannequin au poste de travail

La Fédération Française de Cyclisme s’est heurtée au problème inverse. Elle savait quoi mesurer, mais son sujet d’étude refusait de rester immobile. “Un athlète n’est pas répétable en soufflerie”, a rappelé Jean-Christophe Péraud, manager optimisation de la performance et de la recherche à la FFC. Dans une soufflerie, où est reproduit un écoulement d’air contrôlé, un changement de posture suffit à perturber la comparaison entre deux essais. Alten et la fédération ont donc fabriqué un double physique du cycliste pour étudier l’aérodynamisme des postures. Le mannequin pédale. Il ne modifie pas sa position. Sa répétabilité atteint ±0,1 %, contre environ ±1 % avec un athlète.  Le travail sur le corps a depuis changé de terrain. Alten a déployé ses technologies d’analyse posturale dans des usines clientes et dans l’usine-école Pad’Occ, à Toulouse. Des caméras reconstruisent le squelette de l’opérateur. L’algorithme repère les gestes susceptibles de provoquer des troubles musculosquelettiques (TMS), qui représentaient 88 % des maladies professionnelles reconnues en France en 2024. L’analyse sert ensuite à modifier la gamme de production ou le poste de travail. “L’objectif, c’est de maintenir la qualité de la production et, peut-être, d'éviter un certain nombre de gestes, de répétitions, de mauvais gestes”, a expliqué Steve Péguet. L’usage industriel ajoute une contrainte absente de la soufflerie : la surveillance des salariés. Le groupe français affirme anonymiser les images et ne conserver que les coordonnées du squelette. “L’objectif n’est pas de faire du Big Brother, de contrôler les horaires d’une personne ou la cadence à laquelle elle réalise une opération”, a-t-il insisté. Une technologie conçue pour traquer les dixièmes de seconde doit ici prouver qu’elle sait aussi canaliser l'usage de ses mesures.

Quand la donnée ne suffit plus à l’IA 

Le sport bouscule un autre postulat de l’ingénierie numérique. Plus de données ne signifie pas toujours plus d’intelligence. Une journée d’essais peut désormais produire 2 téraoctets de données. Alten cherche pourtant à mesurer avec moins. Des drones et des caméras servaient auparavant à reconstruire la position d’un athlète. Grâce aux corrélations accumulées, une centrale inertielle, ou IMU, suffit désormais à déduire une information similaire. “Avec un capteur physique, j’ai l’équivalent de dix autres capteurs virtuels”, a expliqué Steve Péguet. La simulation produit, elle, ce que le réel ne peut fournir. Un athlète n’a pas vingt ans de carrière pour accumuler tous les scénarios. Un événement extrême peut ne jamais apparaître. “La simulation permet de générer de la donnée parce que vous simulez le produit dans un environnement extrême”, a-t-il poursuivi. C’est l’un des terrains de la Physical AI et des Physics-Informed Neural Networks (PINN), qui introduisent des contraintes physiques dans l’apprentissage. Encore faut-il la traiter à temps. Sur un athlète ou une ligne de production, le cloud peut être trop distant. L’Edge Computing rapproche le calcul de la machine ; le Mist Computing le descend dans le capteur. “Comprendre ce monde, ce n’est pas dire 'pas d’IA sans data'. Ça, c’est limiter sa créativité”, a défendu Steve Péguet. Le raisonnement rejoint celui des world models, qui apprennent les dynamiques d’un environnement pour anticiper son évolution. “Si l’IA a pour domaine limitant la donnée, elle ne détectera que ce qu’elle a vécu dans l’historique”, a prévenu le directeur scientifique. Pour l’industrie, la rupture est là. Le laboratoire sportif permet de provoquer, simuler et mesurer ce qu'elle ne peut pas attendre de rencontrer.