Veille Technologique

📖 Qu'est-ce que la veille technologique ?

La veille technologique est un processus continu qui permet à n'importe qui de rester à jour sur un plusieurs domaines choisi afin de connaître les dernières informations importantes à savoir.

Elle se découpe en 4 grands mots clés : surveiller, collecter, analyser et exploiter. Le but est de se servir de ces 4 grands principes afin d'obtenir des informations sur les évolutions techniques, scientifiques et innovantes.

Elle va aider à anticiper les changements, réduire les risques et identifier de nouvelles opportunités.

❓ Pourquoi ce sujet ?

La question qui se pose, c'est pourquoi avoir choisi la F1 et l'informatique embarquée à bord comme sujet de veille ?

Passionée par la F1 depuis mon plus jeune âge, j'ai toujours été fasciné par la complexité et la précision de ce sport. Mais ma curiosité m'a poussé à en savoir encore plus sur ce sport... Ayant un grand intérêt pour l'informatique, j'ai conduit mes recherches sur la manière dont ces deux domaines se croisent et peuvent faire un mélange très très puissantdans le contexte de la F1.

En F1, la performance ne dépend pas seulement du pilote et de ses talents, mais elle dépend également de la qualité d'analyse en coulisses.

Ce sujet m'a donc permis de comprendre comment la donnée devient un avantage compétitif concret entre qualification, stratégie de course et gestion des incidents.

🏁 Déroulement d'un Grand Prix

Les Grands Prix ont lieu le weekend, repartis sur toutes l'année. Il va commancer le vendredi, et se finir le dimanche.

Pour un weekend sans course Sprint, le déroulement est le suivant : il y a deux essai libres le vendredi, un autre le samedi, une séance de qualification le samedi également et la course le dimanche.

Pour un weekend avec course Sprint, le déroulement est légèrement différent : il n'y a qu'un seul essai libre le vendredi avec une séance de qualification pour la course Sprint, la course Sprint le samedi, une deuxième séance de qualifications pour la course, et le lendemain, le Grand Prix.

Au niveau des horaires, cela varie en fonction des pays où les Grand Prix ont lieu. Suivant l'endroit, le fuseau horaire peut être différent chaque weekend, allant de 5h du matin jusqu'à 21h le soir.

💥 Impact en Formule 1

En formule 1, chaque monoplace est équipée de nombreux capteurs, et quand je dit nombreux, je dit VRAIMENT nombreux... Pour parler en chiffre, ils sont entre 300 et 500, si ce n'est plus, reparti sur toutes les parties de la monoplace.

Sans entrer dans les détails de la conception, il faut savoir qu’une voiture comprend différents systèmes qui communiquent entre eux : moteur, échappement, boîte de vitesses, différentiel, aérodynamisme, etc. Ces capteurs sont repartis sur les différents systèmes de la monoplace.

Vitesse, températures, pression pneus, carburant ou comportement moteur : ces données orientent les réglages et la stratégie.

Le résultat : plus de fiabilité, plus de sécurité et une meilleure constance de performance. Cela permet de voir comment même de légères modifications apportées à leurs voitures peuvent avoir un impact sur les résultats.

📼​ Les différents capteurs

Il existe trois types de capteurs :

• les capteurs de mesure (comme les capteurs de pression et de débit de carburant)
• les capteurs de surveillance (qui envoient des canaux de données sur l’état des systèmes de la voiture)
• les capteurs de commande (qui induisent les réponses de la voiture en fonction des actions du pilote (démarrage, accélération, etc.))

Mais ces capteurs sont classés en trois sous-catégories : magnétique, optiques ou laser :

• Capteurs de température ➔ cela comprend les capteurs au niveau du moteur et de l’entrée d’air, ainsi que les capteurs sans contact qui mesurent la friction entre les pièces via l’énergie infrarouge
• Capteurs de pression ➔ mesurent les systèmes hydrauliques
• Capteurs à deux axes ➔ mesurent le freinage et la direction
• Capteurs de pneus ➔ mesurent l’usure, l’adhérence, la température et la pression pour permettre aux ingénieurs de connaître l’état des pneus et les conséquences sur l’équilibre de la voiture
• Sondes Pitot ➔ petits tubes contenant des capteurs qui mesurent la vitesse de l’air. Des capteurs similaires sont utilisés sur les avions
• Débitmètre à ultrasons ➔ surveillent la consommation de carburant
• Lasers ➔ mesurent la distance de la voiture par rapport au sol
• Potentiomètres d’amortisseur ➔ mesurent la compression des ressorts et de la réponse au roulis du châssis

Les monoplaces sont également équipées d’un enregistreur d’accident, une sorte de « boîte noire » qui collecte les données des capteurs et émet une alerte immédiate en cas d’accident.

💥 Impact en Formule 1

Les capteurs et autres composants à bord de la voiture s’échangent des données via un réseau intégré au véhicule. Ces données sont ensuite enregistrées sur un serveur embarqué, puis chiffrées et envoyées aux équipes par radio, via l’antenne fixée sur la voiture. Toutes ces étapes ont lieu en quelques fractions de seconde.

La fréquence radio utilisée n’est pas ordinaire. Sur les circuits situés dans des villes congestionnées, comme Singapour, les interférences peuvent poser un problème pendant la course.

L’entité chargée de l’organisation, Formula One Management (FOM), a créé un réseau standardisé qui exploite une liaison par fibre optique et des points d’accès partagés pour assurer le chiffrement des communications entre la voiture et le garage, pour chaque équipe.

Ce système envoie de petits paquets de données en temps réel et les voitures peuvent également en transmettre par micro-ondes lorsqu’elles se trouvent à portée, lors d’un arrêt au stand.

Pour tirer le meilleur parti du traitement analytique de grands ensembles de données, il est essentiel que les données utilisées soient stockées dans une installation robuste, sécurisée, fiable et hautement connectée. Sinon, les avantages réels de l’utilisation d’outils d’analyse sophistiqués ne seront pas pleinement réalisés.

Les données capturées lors de chaque course de F1 doivent être rapidement transmises à ce stockage central de données et être immédiatement disponibles pour analyse.

🎯 Construction de la stratégie

• Collecte des données via les capteurs embarqués.
• Analyse pour repérer tendances, écarts et anomalies.
• Décision en temps réel selon les conditions de piste.
• Exécution en course et ajustements tour après tour.

Quelques exemples des données collectées et à quoi elles servent :

• Essais préparatoires ➔ L’ingénieur des données teste les capteurs et procède à l’étalonnage et aux réglages nécessaires en fonction des conditions de la course. Chaque circuit est unique, il est donc important de relever les valeurs des capteurs avant le départ et pendant l’épreuve.
• Surveillance pendant la course ➔ Le jour de la course, les ingénieurs peuvent détecter les problèmes grâce à la surveillance, ce qui permet au pilote de procéder à des ajustements immédiats.
• Conformité réglementaire ➔ La Fédération internationale de l’automobile (FIA), l’organe directeur de la F1, a strictement réglementé les technologies autorisées à bord des voitures et effectue des contrôles ciblés grâce aux données des capteurs. Elle a directement accès aux datacenters de chaque équipe.
• Renseignements stratégiques ➔ Après une course, les données des voitures ne sont pas seulement stockées, elles sont regroupées et traitées pour préparer les saisons suivantes. Les données relatives aux concurrents sont également importantes. Il est possible d’isoler les données des capteurs d’une voiture en particulier ou de comparer les différents participants.
• Comportement du pilote ➔ Les capteurs génèrent des données de télémétrie et de journalisation à partir de la voiture elle-même, mais ils surveillent également les comportements du pilote. Ces données sont très utiles aux équipes, qui peuvent ainsi fournir des informations concrètes sur la manière d’améliorer la conduite. Les mesures relatives au pilote comprennent le pourcentage du tour effectué à plein régime, l’utilisation des freins et l’abord des virages.

Pour les outils d'analyse qu'ils vont utiliser, on retrouve Atlas pour la visualisation et les alertes live, Python et le Machine Learning pour prédire l'usure des pneus et détecter les anomalies, ainsi que des Dashboards et Notebooks pour le suivi opérationnel et la prise de notes rapide. Derrière ces logiciels, on y retrouve des ingénieurs spécialisés dans l'analyse des données et le développement de modèles prédictifs, mais également l'intelligence artificielle qui va jouer un très gros rôle.

✨ Ce que ça apporte concrètement

• Optimisation des pneus : les capteurs vont permettre aux ingénieurs présents dans les stands de mieux gérer les arrêts aux stands.

Sur le nombre de tour total de la course, un arrêt aux stands est obligatoire. Il est donc important de savoir quand le réaliser, d'une part vis-à-vis de l'état des pneus, mais d'une autre en fonction des autres pilotes en course.

• Maintenance prédictive : prédiction des éventuelles pannes et réduction de ces dernières.
• Validation des simulations : le réglage sera donc plus adaptées et à la voiture, mais aussi à la piste, cela permet d'être plus précis.
• Amélioration continue : une victoire se joue sur la performance de l'équipe complète, allant de l'analyse des données, de la transmission de ces dernières aux techniciens présents sur le grand prix et aux mécaniciens, jusqu'aux performances du pilote.