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Pour contrer SpaceX, Maiaspace mise sur le HPC pour des simulations multiphysiques

Le premier étage du futur lanceur de Maiaspace sera récupéré sur une plateforme en mer. (Image de synthèse Maiaspace)

La jeune filiale d'Arianegroup, spécialisée dans les lanceurs légers, a fait du choix de son HPC un projet à part entière. Pour simuler efficacement et rapidement les nombreux phénomènes multiphysiques dans son lanceur, elle a choisi et personnalisé une configuration de serveurs avec des puces AMD chez le prestataire français Qarnot qui répond aussi à ses objectifs de durabilité.

PublicitéFace à un SpaceX omniprésent, la concurrence sur le marché des lanceurs réutilisables met tout en oeuvre pour se différencier. C'est le cas par exemple de la jeune filiale d'Arianegroup Maiaspace, née en avril 2022, qui a porté une attention toute particulière à la sélection de son architecture HPC destinée à exécuter ses simulations multiphysiques. Maiaspace conçoit, fabrique et commercialise des lanceurs légers qu'il veut les plus durables possible. Le premier des deux étages de la fusée sera ainsi récupéré sur une plateforme en mer, mais c'est l'ensemble du lanceur qui doit afficher une empreinte environnementale réduite tout au long de son cycle de vie. L'industriel cherche ainsi le meilleur équilibre entre puissance, efficacité, durabilité et coût.

Il est en particulier essentiel pour lui de « maîtriser les nombreux phénomènes multiphysiques qui ont lieu dans le lanceur et peuvent être simulés avec des outils numériques », comme le raconte Yohan Blacodon, ingénieur principal CFD [computational fluid dynamics], embauché en octobre 2023 pour mettre en place les technologies nécessaires dans ce cadre et permettre au projet de Maiaspace d'évoluer de manière plus efficiente.

Un choix particulièrement engageant

Le choix de l'infrastructure HPC pour la simulation multiphysique est particulièrement engageant puisqu'il induit la capacité de l'entreprise à réaliser efficacement le plus grand nombre possible de simulations complexes nécessaires à la conception du lanceur, dans les délais exigés, voire dans des temps inférieurs - le premier vol étant prévu en 2026 -, avec une empreinte environnementale réduite au maximum et un coût compatible avec le projet. Et, au final, cela engage la capacité de Maiaspace à produire un lanceur répondant aux caractéristiques des missions spatiales (lancement de petits satellites, par exemple) dans des conditions optimales.

« Nous avons évalué le processeurs AMD [EPYC 9654P 4e génération] et nous avons constaté que le temps de simulation alloué à une tâche était tout simplement divisé par deux », dit Yohan Blacodon, ingénieur principal computational fluid dynamics chez Maiaspace. (Photo : Maiaspace)

Après avoir rapidement considéré OVH, qui ne répondait cependant pas à ses exigences en matière de HPC et affichait des coûts beaucoup trop élevés par rapport à ses contraintes, Maiaspace a finalement décidé de travailler, à partir de février 2024, avec un autre jeune Français, le prestataire d'infrastructures HPC Qarnot. Il a d'abord proposé à la filiale d'Arianegroup de travailler avec des puces x86 d'Intel avant que n'apparaissent sur le marché les modèles Epyc d'AMD. « Nous avons réalisé une évaluation de ces processeurs [AMD EPYC 9654P de 4e génération] et avons constaté que le temps de simulation alloué à une tâche était tout simplement divisé par deux », explique Yohan Blacodon.

PublicitéSimuler un grand volume d'objets de quelques millimètres

Pour simuler avec précision des objets qui ne mesurent parfois que quelques millimètres, mais en grand volume, Maiaspace avait besoin de configurations allant d'une cinquantaine jusqu'à un millier de coeurs. « D'autant que nous fonctionnons en mode agile, par itérations, précise l'ingénieur. Et nous avons, qui plus est, une croissance quasi exponentielle. Nous sommes passés de 90 employés en 2023 à plus de 300 ». Pour répondre à ses ambitions, Maiaspace dispose désormais de 2000 coeurs chez Qarnot qui comblent tous ses besoins de calcul et sont alloués aux 6 personnes de l'équipe CFD. La filiale d'Arianegroup a par ailleurs travaillé en collaboration avec le prestataire HPC sur une solution dédiée au calcul CFD dont le prestataire ne disposait pas. Il s'est en particulier appuyé sur l'expérience de Yohan Blacodon sur ce type de projet, expérience acquise dans ses postes précédents chez Aramco et Air Liquide. Enfin, la durabilité de l'ensemble du projet de lanceur étant également centrale pour Maiaspace, il a aussi choisi Qarnot dans cette optique. « Leurs systèmes sont refroidis par eau et alimentent des systèmes de chaudières », note ainsi Yohan Blacodon.

En raison de l'efficacité de la configuration Qarnot, l'industriel exploite également déjà celle-ci pour ses calculs en justification mécanique sur un noeud de 96 coeurs. Il étudie aussi la possibilité de s'en servir pour les calculs dédiés à la contrôlabilité du lanceur (simulation du guidage et de navigation). Maiaspace suit également de près les possibles évolutions des puces Epyc d'AMD vers des configurations à 192 coeurs. « Cela répondrait encore mieux à nos besoins qui vont croissants et cela nous permettrait d'aller dans davantage de détails en simulation multiphysique, d'aller plus vite, d'être plus performants. Entre Intel et AMD, nous sommes déjà passés d'une semaine à trois ou quatre jours pour une simulation complexe. Nous pourrions réduire encore davantage ces délais ».

L'intérêt d'Arianegroup

Enfin, si Maiaspace s'est appuyé sur l'expérience d'Arianegroup en matière d'infrastructure au début de son projet, c'est désormais le géant aérospatial qui s'intéresse à la configuration déployée par sa filiale pour accélérer cette fois le développement d'outils de calcul numérique de CFD. « Et l'approche de Qarnot est particulièrement pertinent avec les contraintes très fortes de confidentialité et de souveraineté d'Arianegroup », souligne Yohan Blacodon.