Peugeot Sport

Dans la compétition Hypercars, vitesse et aérodynamisme vont de pair. Plus la voiture est aérodynamique, plus elle est rapide ; et sur les lignes droites du circuit des 24 heures du Mans en 2023, les pilotes de la catégorie dépassent les 330 km/heure. Parmi les concurrents en lice pour le podium, Peugeot Sport fait un retour très attendu au Mans avec la PEUGEOT 9X8 Hypercar Hybride. Faisant tourner les têtes sur et hors piste par son design saisissant, la 9X8 combine aérodynamisme et style innovant qui lui confèrent sa silhouette unique et racée.

À bien des égards, la 9X8 symbolise ce qui est possible lorsque liberté de création s’allie à une technologie avancée. La nouvelle réglementation établie par la FIA a permis aux ingénieurs de Peugeot Sport de sortir des sentiers battus pour atteindre les niveaux de performance spécifiés de la catégorie Hypercar, en se concentrant sur l’aérodynamique intelligente de la voiture. Surtout, ils ont pu tester et vérifier tous les aspects de leur concept audacieux dans le monde virtuel, réalisant ainsi d'importantes économies en termes de délais, coût et ressources. La 9X8 existait dans l'environnement virtuel de la plate-forme 3DEXPERIENCE® avant même qu'un seul composant de la voiture ne soit produit. Les ingénieurs ont pu exploiter les capacités de conception complexe et de simulation de mécanique des fluides (Computational Fluid Dynamics - CFD) de la solution pour affiner leurs idées et définir les caractéristiques majeures de la voiture.

« En général, quand on conçoit une voiture de course, il n'y a aucun compromis entre performance et style », déclare Olivier Jansonnie, directeur technique de Peugeot Sport. « La nouvelle réglementation Le Mans Hypercar (LMH) limite les performances. Donc une fois ces objectifs atteints, nous avons pu nous concentrer sur l'esthétique, donnant ainsi naissance à une voiture de course distinctive et élégante. La 9X8 est un savant équilibre entre ingénierie et design, créativité et savoir-faire technique, en grande partie dû à la puissance et à la flexibilité de la plate-forme 3DEXPERIENCE. Cette approche digitale nous a permis d'adopter un nouvel état d'esprit et de créer quelque chose de totalement inédit. »

La 9X8 adhère aux dernières normes du LMH, qui favorisent la diversité conceptuelle et technique, uniformisent les règles du jeu, tout en maîtrisant les coûts avec des fenêtres de performance. Contrôler les performances plutôt que de fixer des contraintes rigides en matière de conception et d'aérodynamisme a permis à Peugeot Sport d'être plus libre dans son processus de création.

« Nous avons rapidement réalisé qu'atteindre le niveau de performance requis n'était si difficile, et cela ouvrait une nouvelle façon de travailler », explique Olivier Jansonnie. « Avec la 9X8, nous aspirons à promouvoir la technologie et la mobilité électriques, et à garantir qu’elle représente pleinement la marque PEUGEOT. »

Pour répondre aux fenêtres de performance spécifiées par LMH, chaque hypercar en compétition doit être testée et approuvée (homologuée) dans la même soufflerie située en Suisse. Cela signifie que Peugeot Sport a dû mettre l'accent sur le développement virtuel de la voiture, en utilisant des outils de CAO et de simulation plutôt qu'en s'appuyant sur des essais physiques.

« Il était très clair que développer des prototypes physiques à petite échelle puis passer en soufflerie n'était pas la bonne solution pour nous », souligne Olivier Jansonnie. « Nous avons opté pour une approche digitale bien plus flexible et qui permet d'apporter des modifications plus importantes à la voiture. C’était un élément clé de notre partenariat avec Dassault Systèmes et de l'adoption des dernières capacités de simulation de SIMULIA sur la plate-forme 3DEXPERIENCE. Nous avions besoin d'accélérer notre processus de développement et d'effectuer des simulations aérodynamiques avancées afin d'explorer plus de solutions de conception. »

PEUGEOT n'est pas étranger aux logiciels Dassault Systèmes. L’entreprise utilise de longue date l'application de conception CATIA pour le développement de toutes les voitures du groupe. Elle a également acquis de l’expérience avec la technologie SIMULIA PowerFLOW pour la CFD et SIMULIA Simpack pour la simulation multicorps. Pourtant, avec seulement quelques mois pour développer la voiture de course d'endurance ultime, Peugeot Sport avait besoin d'une expertise aérodynamique avancée.

« Nous avons été convaincus par les fonctionnalités de SIMULIA et nous savions qu'il s'agissait de la meilleure solution pour développer l'aérodynamique de notre voiture », déclare Olivier Jansonnie. « Cependant, nous n'avions pas participé aux courses d'endurance depuis huit ans. Nous repartions donc de zéro. Nous n'avions pas le temps de réunir et de former une nouvelle équipe aérodynamique. Dassault Systèmes nous a apporté l'expertise dont nous avions besoin avec son approche Virtual Twin as a Service. »

C'est un vrai partenariat. Les experts en simulation de Dassault Systèmes font partie intégrante de l'équipe de conception PEUGEOT et sont impliqués dans le développement quotidien de la 9X8. En partageant leur expérience et leur expertise, ils ont contribué à orienter la conception aérodynamique de la voiture, à organiser les séances en soufflerie et à définir le plan de développement futur de la voiture.

« La technologie SIMULIA est extrêmement performante mais les méthodologies et les personnes qui utilisent l'application sont tout aussi importantes », souligne Olivier Jansonnie. « Vous pouvez perdre beaucoup de temps si vous ne savez pas comment l'utiliser correctement. Avec le soutien de Dassault Systèmes, nous avons pu commencer à tirer des résultats des simulations dès le premier jour du projet. »

Les deux parties échangent en permanence des données et des informations grâce à la plate-forme 3DEXPERIENCE sur le cloud. Avec une équipe de course en déplacement permanent, un accès sécurisé aux données via le cloud s'est avéré essentiel.

« L'interface est facile à utiliser et à comprendre, ce qui nous permet de parcourir les résultats de la simulation et de trouver les informations dont nous avons besoin », précise Olivier Jansonnie. « Il est très pratique d’accéder à n'importe quel résultat directement dans le cloud et organiser des réunions à distance. Il faut aussi noter que le lancement du projet a coïncidé avec la pandémie de COVID-19, de sorte que nous avons tout commencé virtuellement. C’était un grande épreuve pour le système. »

Contrairement aux règlements précédents qui limitaient ce que les concurrents pouvaient faire en matière d'aérodynamique de la voiture, les nouvelles règles LMH ont permis à Peugeot Sport de se concentrer davantage sur le soubassement du véhicule. Avec cette configuration, l'air circule dans des tunnels et est comprimé au point le plus proche du sol pour générer un appui aérodynamique. Il faut atteindre un certain niveau d'appui pour être dans la fenêtre de performance et l'aileron arrière y contribue généralement.

Pour équilibrer la voiture d'un point de vue aérodynamique, le règlement autorise l'utilisation d'un seul dispositif aérodynamique ajustable (AAD), monté soit à l'avant, soit à l'arrière. Mais il existe un grand nombre de variantes entre les deux.

« La simulation nous a permis d'évaluer un nombre illimité d'options pour le système AAD », précise Olivier Jansonnie. « L'approche numérique nous a permis de tester des concepts très divers et d'obtenir des réponses en l'espace de quelques jours ou semaines. Par exemple, le splitter avant de la voiture peut varier dans sa hauteur et sa forme. Concevoir, construire et tester plusieurs splitters avant physiques est trop coûteux, mais tout à fait possible dans le monde virtuel. »

Peugeot Sport et Dassault Systèmes ont réalisé à ce jour plus de 3 000 simulations CFD à l'aide de SIMULIA PowerFLOW pour développer et affiner la 9X8. Réaliser des prototypes et les tester en soufflerie demande généralement beaucoup de temps et de ressources. Peugeot sport a trouvé l'approche digitale plus rapide et plus économique.

« Le temps passé en soufflerie coûte cher », explique Olivier Jansonnie. « Dans une session bien organisée, nous aurions prévu de tester trois soubassements, que nous aurions dû concevoir et construire, ce qui nous aurait pris environ trois mois au total. Grâce à SIMULIA et à l’approche Virtual Twin as a Service, nous pouvons effectuer les mêmes types d'analyses en une seule journée. C'est un gain de temps et d'argent considérable. Lorsque nous allons en soufflerie, nous pouvons utiliser les résultats de la simulation numérique pour comprendre la physique sous-jacente à ce qui se passe dans la vie réelle. »

« Nous pouvons tester et faire évoluer la forme en permanence, ce qui ne serait pas possible si nous nous basions uniquement sur les tests en soufflerie », ajoute Yann Le Fur, responsable du bureau d'études de Peugeot Sport. « Les simulations CFD nous permettent également de stabiliser les modèles et d'être vraiment cohérents ; nous pouvons les tester de manière uniforme. »

Grâce à la connectivité entre CATIA et SIMULIA sur la plate-forme 3DEXPERIENCE, l'équipe a pu facilement agir sur les résultats de la simulation et les répercuter dans la conception de la voiture, une approche communément appelée MODSIM dans l’industrie.

« Nous concevons avec CATIA, générons les surfaces, maillons le modèle, exécutons la simulation et ramenons ensuite ces résultats directement dans l'environnement de conception », explique Olivier Jansonnie. « Dans le contexte de la structure complète, nous pouvons voir quelles parties fonctionnent correctement conformément au flux. Les idées son échangée de façon bien plus fluide. »

Le fait que différentes disciplines de conception, telles que la conception surfacique et mécanique, soient liées dans CATIA favorise ce processus itératif. Travailler avec des matériaux aussi performants est un exercice d'équilibre délicat qui consiste à s'assurer qu'ils sont structurellement robustes tout en étant aussi légers que possible.

« Nous sommes guidés par l'aérodynamique en termes de conception surfacique, que nous devons ensuite traduire en pièces mécaniques réalisables, en tenant compte de leur épaisseur et de leur capacité de résistance aux charges aérodynamiques », précise Thomas Orlier, concepteur mécanique chez Peugeot Sport. « Le fait que l'ensemble de la voiture soit représenté dans un modèle digital nous permet de prendre des décisions éclairées et d’être aussi efficaces que possible. »

Toutes les personnes impliquées dans le projet, y compris dans les ateliers, ont la possibilité de visualiser le dernier modèle 3D de la voiture et de donner leur avis.

« Nous voulons que chacun se sente investi dans la conception de la voiture, il est donc très important de prendre en compte leurs idées et commentaires », souligne Yann Le Fur. « Cela permet aux différentes équipes à comprendre comment nous sommes parvenus à certaines décisions de conception et pourquoi. »

Cette boucle d'ingénierie continue est également essentielle pour intégrer les retours d'information des pilotes, en particulier en ce qui concerne l'équilibre aérodynamique de la voiture. Les ingénieurs doivent tenir compte des préférences de conduite de chacun et trouver la configuration optimale.

« Si nous avons un bon équilibre entre l'avant et l'arrière de la voiture, elle est beaucoup plus agréable à conduire », indique Nico Müller, pilote de l'équipe Peugeot TotalEnergies. « Si nous sommes 2 % à 3 % trop vers l'avant, la voiture devient difficile à conduire. Trop vers l'arrière, le sous-virage est trop important. La corrélation entre les simulations utilisées par les ingénieurs et ce que nous ressentons sur la piste est très bonne. Si un ingénieur dit : ʺC'est la fenêtre dans laquelle on pense que la voiture est la plus performanteʺ, c'est aussi le cas dans la réalité. »

Grâce à la qualité de ses résultats de simulation, Peugeot Sport a pu tester avec précision l'interaction entre les différents composants et systèmes de la voiture et s'assurer des performances théoriques de celle-ci avant les essais physiques. Cette représentation virtuelle de la voiture – connue sous le nom de jumeau virtuel – a servi de base à la création du premier modèle physique grandeur nature destiné aux tests en soufflerie. Aujourd'hui, la 9X8 parcourt les kilomètres sur circuit et renvoie des données au même jumeau virtuel afin d'améliorer encore les performances et orienter les développements futurs.

« Nous avons travaillé sur la deuxième génération de la voiture pour 2024, avec notamment un nouveau kit aérodynamique », conclut Olivier Jansonnie. « Nous savons par expérience que le développement de l'aérodynamique ne s'arrête jamais vraiment. Il est donc tout à fait logique de continuer avec les mêmes personnes et les mêmes outils. Nous apprécions vraiment SIMULIA et la plate-forme 3DEXPERIENCE pour leur haut niveau de performance et de flexibilité. En l'espace de quelques semaines, les simulations étaient entièrement opérationnelles. C'était le seul moyen de lancer rapidement ce projet. Sans cette technologie et les personnes talentueuses qui la soutiennent, la 9X8 n'aurait pas été possible. »