La dernière édition de la Coupe de l'America aura été marquée par l'incroyable come-back de l'équipe Oracle Team USA face à Emirates New Zealand, mais il ne faut pas oublier les énormes moyens informatiques mis en oeuvre tout au long de la compétition. Les équipes ont couru sur des catamarans à double coque de 72 pieds qui sont si fragiles et si finement réglés qu'ils ont plus en commun avec les voitures de Formule 1 que les voiliers traditionnels. Ils se sont affrontés dans la venteuse baie de San Francisco (entre l'ile d'Alcatraz, le ponton 39 et le Golden Gate) ce qui était à la fois dangereux pour les équipages et excitant à regarder pour les passionnés de voile.

Bien avant que les bateaux volent littéralement sur l'eau, les équipes ont utilisé de puissants ordinateurs pour modéliser les innombrables petits changements dans leur conception et atteindre la performance maximale. Il est toutefois difficile de surestimer le rôle des outils de conception assistée par ordinateur même s'ils sont devenus indispensables.

Une évolution radicale avec les outils numériques 

Nick Holroyd, directeur technique d'Emirates Team New Zealand, participe depuis 18 ans aux Coupes de l'America. Dans une récente interview, il a ainsi expliqué que la Nouvelle-Zélande est passée de «tests 100% physique», où les changements de conception ont été validés ou recalés dans des souffleries et des plans d'eau à la compétition de cette année, qui était « la première où nous avons pratiquement tout fait en utilisant la simulation par ordinateur ». Dans les années passées, a-t-il ajouté, les équipes avaient trois ou quatre séances d'essais en bassin par an, ce qui leur permettaient de tester une dizaine de design de coque. Avec des serveurs hautes performances, ils peuvent maintenant tester 300 designs dans le même laps de temps, et avec plus de précision.

La classe de bateaux utilisée cette année était si sophistiquée qu'il n'est pas surprenant que les ordinateurs aient joué un rôle si important. Les catamarans ont une imposante voile rigide en forme d'aile de 40 mètres (contre 22 mètres pour celle de l'USA 17 de la précédente coupe en 2010) élaborée à partir d'un cadre en fibre de carbone, recouvert de panneaux cousus d'une superficie de 260 m2 (580 m2 avec le gennaker). La voile à volets - comme ceux d'une aile d'avion - est ajustée pour optimiser les performances, et les bateaux sont le plus spectaculaires quand ils se soulèvent dans l'air sur leurs foils réglables à la manière d'un hydroptère pour atteindre des vitesses approchant les 50 noeuds.

Des tests beaucoup plus nombreux 

Dans la période qui a précédé la course, les équipes ont apporté de nombreuses modifications à la forme de la coque ou à la taille du gouvernail et testé les effets en mesurant les données de la dynamique des fluides. Ils insèrent en effet ces données hydrodynamiques et aérodynamiques dans un programme de prédiction qui affiche l'impact sur la vitesse du bateau, son angle d'inclinaison et d'autres variables. « Lorsque vous travaillez dans un réservoir d'eau physique, vous pouvez regarder les formes des vagues autour d'une coque et vous pouvez obtenir des données vraiment précises sur la trainée et la jauge, mais vous ne pouvez pas immédiatement savoir quel modèle est meilleur qu'un autre » a poursuivi M. Holroyd.

Les simulations sur ordinateur révèlent des détails très précis tels que la traînée est supérieure à l'avant ou à l'arrière de la coque, facilitant ainsi le travail l'optimisation. En conséquence, les catamarans en compétition cette année dans cette classe étaient de 30 à 40% plus rapides que prévus initialement.

Un cluster Dell pour les calculs  

Pour son travail de conception, Emirates Team New Zealand a utilisé une grappe de serveurs Dell PowerEdge C6100 équipés de puces Intel X5670 six coeurs. Le système totalisait 576 coeurs et 1,2 To de RAM, pour une consommation de 35 kilowatts et, à l'époque, c'était « le plus grand système que vous pourriez obtenir en un seul rack », selon M. Holroyd. L'équipe a également réalisé quelques tests sur un système HPC à l'université de Cambridge en Angleterre pour définir quelle était l'architecture la plus efficace. Leurs deux applications principales étaient toutefois limitées par la quantité de mémoire disponible plutôt que par la puissance de calcul CPU, et ils ont découvert qu'ils pouvaient parfaitement travailler avec des systèmes moins puissants. Ils ont finalement choisi de relier des noeuds de serveurs avec des liens Infiniband over Ethernet, ce qui permettait également de baisser leurs coûts en licences logicielles.

Parce que l'un des fournisseurs de l'équipe avait un modèle de tarification « très linéaire », a dit indiqué M. Holroyd, « il était moins coûteux d'exploiter quelques traitements par batchs dans beaucoup de coeurs, que beaucoup de batchs dans quelques coeurs. Toutes les équipes ont eu accès à des ordinateurs haute performance pour leurs calculs. Oracle, par exemple, a utilisé ses propres systèmes Exadata pour concevoir son bateau, selon un porte-parole de l'éditeur.

Une avance indéniable lors des 1e régates

La modélisation informatique a permis aux Kiwis d'arriver à San Francisco avec une percée particulièrement importante. Cela ne l'a pas aidé à gagner le tournoi au final, mais elle a permis à l'équipe de dominer les challengers puis Oracle Team USA la première semaine. Le type de bateaux choisi cette année pour la Coupe [de simples catamarans] n'était pas censé se transformer en bataille d'hydroptères. « Ils pensaient que ça allait devenir trop facile » et que cela allait réduire l'importance et la compétence des marins, a déclaré la semaine dernière Ross Blackman, un des responsables du défi Emirates Team New Zealand ,.

Mais les Kiwis ont été les premiers à comprendre comment concevoir une dérive et un safran permettant à leur bateau de sortir de l'eau, tout en restant dans les clous au niveau du très pointilleux règlement défini par le defender et les challengers. C'est une interprétation qui a demandé des calculs précis et « une énorme quantité de travail en modélisation », a déclaré M. Holroyd . Lorsqu'un catamaran de 6 tonnes atteint sa vitesse de pointe, la pression sur le côté crée une aspiration et la dérive est si faible que l'eau revient au point de contact, créant même de la vapeur , a-t-il dit. Cela provoque une traînée et c'est également très dangereux.

Après la Nouvelle-Zélande, qui a compris la première comment transformer son catamaran en hydroptère, les autres équipes ont dû rapidement lui emboîter le pas. Fort de leur avance, les Kiwis ont pu davantage se concentrer sur d'autres parties de leur bateau. Mais la compétition de cette année a montré que les nerfs et la psychologie sont aussi importants que de savoir qui a le meilleur bateau. À un moment donné, la semaine dernière, la Nouvelle-Zélande menait sept courses contre une pour Oracle et avait besoin d'une seule victoire pour arracher l'aiguière d'argent. Oracle Team USA a remporté huit courses d'affilée pour réussir le plus grand come-back dans l'histoire de la Coupe de l'America.