Le calcul quantique pourrait-il muscler la simulation numérique dédiée aux phénomènes complexes de la combustion dans le secteur aéronautique ? C’est le pari que font l’industriel de défense MBDA et le centre français de recherche aérospatiale (Onera). Ces deux acteurs ont annoncé fin octobre s’être tournés vers l’un des champions français du calcul quantique, Quandela. Une jeune pousse qui a déjà séduit EDF ainsi que des acteurs du secteur bancaire et mènent des discussions avec Air France et le groupe ADP. En se rapprochant de cette start-up créée en 2017, MBDA et l’Onera propulsent une méthode de calcul encore peu employée au rang de levier capable d’accélérer le processus de développement dans l’industrie.
Le nom de cette collaboration qui va s’étendre sur 18 mois : «Avantage Quantique pour la Conception de Moteurs dans l’Aéronautique» (AQCMA), soutenu par la région Ile-de-France. Car c’est bien un gain significatif que recherchent MBDA et l’Onera. «Ils sont arrivés aux limites de leurs capacités de calcul avec leurs matériels actuels, argue Valérian Giesz, co-fondateur et patron de la jeune pousse de 60 salariés basée à Massy (Essonne). Lors des six premiers mois, nous avons transposé dans le monde quantique ce qui se déroule dans le monde classique. Les 12 prochains mois seront consacrés à la modélisation elle-même. »
Gain de précision et de temps de calcul
Certes, l’Onera a déjà mis un pied dans le grand bain du quantique : l’organisme a inauguré en février 2022 son propre laboratoire quantique, dénommé QTech. Il collabore aussi sur ce sujet avec Thales, Airbus, Thales Alenia Space, ainsi que la Direction générale de l’armement (DGA). Mais Quandela emprunte dans le domaine du calcul quantique une voie bien spécifique, basée non pas sur des supraconducteurs, des ions ou des atomes mais sur la lumière via des qubits photoniques. «Nous avons mis au point trois ordinateurs quantiques, possédant 2, 4 et 6 qubits, assure Valérian Giesz. Dès 2025, nos équipements pourraient dépasser les capacités des ordinateurs classiques.»
Le calcul quantique pourrait ainsi faire bondir le niveau de précision dans la résolution des équations différentielles non linéaires décrivant les innombrables phénomènes thermiques, chimiques, et relevant de la mécanique des fluides qui se déroulent dans les chambres de combustion des avions. Une résolution complexe qui représente aujourd’hui 95% du temps de calcul consommé à l’Onera. De quoi, espèrent MBDA et l’Onera, réduire au passage le temps de calcul nécessaire en exploitant la technique du machine learning quantique, associant calcul quantique et algorithmes d’intelligence artificielle.
Améliorer la sécurité et l'empreinte environnementale des moteurs
Dans le détail, le projet AQCMA a démarré par l’étude d’une flamme plane laminaire avec une cinétique de base. «La maîtrise de ce premier cas d’usage permettra de passer ensuite à l’étude de scénarios de plus en plus complexes à simuler, précise l’Onera. Les premiers résultats sont attendus pour la fin 2023.» Au-delà de la réduction du temps de développement, MBDA et l’Onera visent aussi des gains de performances, une sécurité accrue des systèmes propulsifs et une réduction de l’impact environnemental des moteurs.
L’aéronautique va-t-elle peu à peu s’ouvrir au calcul quantique ? Quandela – qui a par ailleurs effectué pour MBDA des calculs pour la mise au point de nouveaux matériaux – compte en tout cas faire de ce projet une vitrine pour faire la démonstration de l’efficacité de sa solution dans ce secteur industriel. La start-up s’est rapprochée cette année d’OVHcloud pour héberger son logiciel en open-source de calcul quantique Perceval, visant les clients de tous horizons. Mais le jeune dirigeant imagine déjà que, demain, Airbus et Dassault Aviation pourraient exploiter ses algorithmes quantiques pour leurs besoins en simulation...
