CD-adapco, 35 ans d’innovation
By   |  January 27, 2016

Il y a 35 ans, trois jeunes ingénieurs lançaient leur activité de simulation d’ingénierie. Leur intention était d’appliquer la technologie de simulation numérique qui commençait à émerger dans le secteur nucléaire à un ensemble plus large de problèmes techniques rencontrés dans tous les domaines de l’industrie. Ces trois ingénieurs s’appelaient Steve MacDonald, Bill Wheeler et Marc Whittlesey et l’entreprise qu’ils ont créée avait pour nom adapco (qui deviendrait plus tard CD-adapco). Nous les avons rencontrés récemment au siège de leur société à New York afin de découvrir comment tout a commencé.

LES DÉBUTS
Adapco est née, et s’est presque entièrement constituée, à partir de l’industrie nucléaire, qui a commencé à la fin des années 1960 à employer la simulation numérique comme outil pour comprendre certains des problèmes structurels rencontrés dans la conception des centrales nucléaires. Des trois fondateurs, Steve MacDonald a été le premier à se plonger dans cet univers nouveau de la simulation. Titulaire d’un diplôme de génie physique obtenu en 1967 à la Colorado School of Mines, il a d’abord été employé par Bettis Atomic Power Laboratory, société qui était gérée par Westinghouse pour le Département de la défense afin de réaliser des essais physiques. « J’étais supposé travailler sur les essais de fatigue des matériaux, mais le groupe qui s’en occupait commençait aussi à s’aventurer dans le domaine de la simulation, alors je m’y suis moi-même intéressé assez vite », se souvient Steve MacDonald. Flairant immédiatement l’opportunité, Steve MacDonald s’est inscrit aux cours du soir de l’université Carnegie Mellon et a commencé à utiliser les outils d’analyse par éléments finis (FEA) dans son travail, tout d’abord un code FEA 2D appelé « FEAT », et plus tard des outils 3D développés par son propre laboratoire. « Je me suis impliqué tôt dans la simulation. J’ai fait beaucoup de développement d’applications, j’ai travaillé dessus pendant près de cinq ans. Je suis allé aux cours du soir pour obtenir un Master. J’ai suivi tous les cours pour le doctorat mais je n’ai pas terminé ma thèse ». Au cours des années suivantes, plutôt que de poursuivre dans le milieu universitaire, Steve MacDonald a commencé à utiliser les outils au sein de différentes sociétés d’ingénierie du secteur du nucléaire, avant de devenir superviseur de l’ingénierie pour l’équipe FEA d’EDS Nuclear de Long Island, qu’il décrit comme une entreprise de conseil nucléaire extrêmement agressive, entièrement axée sur le profit ». Steve MacDonald a recruté deux ingénieurs dans cette équipe : le texan Bill Wheeler, diplômé des universités Texas A&M, Carnegie Mellon, qui avait travaillé auparavant pour MacDonald, Douglas et Westinghouse, et Marc Whittlesey, diplômé de l’université d’État de l’Iowa, qui avait travaillé pendant trois ans avec MacDonald chez Foster Wheeler. Presque immédiatement, MacDonald, Wheeler et Whittlesey ont commencé à élargir la portée de la simulation d’ingénierie employée par EDS. « Nous pratiquions l’analyse par éléments finis pour le secteur de la puissance nucléaire », explique Bill Wheeler.

« C’était l’activité principale de l’entreprise. Ils avaient leur propre code pour les contraintes exercées sur les tuyauteries, et ils pratiquaient énormément d’analyses de contraintes, bien que nous n’y participions pas beaucoup. Steve avait beaucoup de contacts grâce à ses emplois précédents, nous avons donc fini par travailler sur des générateurs de vapeur, des récipients sous pression, ce genre de choses. C’était une activité assez lucrative car une loi fédérale imposait aux centrales nucléaires que des analyses soient pratiquées sur tous les équipements en lien avec la sécurité. Nous faisions donc beaucoup de travail de ce genre, pour essayer de montrer que les composants pouvaient résister à toutes les conditions d’utilisation et à tous les accidents sans défaillance ».

THREE MILE ISLAND
En 1979, la demande du secteur nucléaire s’est effondrée suite à l’accident de « Three Mile Island », au cours duquel l’un des deux réacteurs nucléaires de la centrale de Three Mile Island, située dans le comté de Dauphin, en Pennsylvanie, a subi une fusion partielle. C’était le pire accident de l’histoire des centrales nucléaires commerciales aux États-Unis, ce qui a conduit à annuler la construction de 51 réacteurs nucléaires américains prévue entre 1980 et 1984. « Steve et moi étions à bord d’un avion à destination de Pittsburgh pour discuter avec des personnes de Westinghouse », se souvient Bill Wheeler. « Quand nous avons atterri, nous avons entendu parler de l’accident de Three Mile Island. Et nous nous sommes dit « Cela va faire éclater la bulle dans laquelle nous travaillons ». « Steve a convaincu la société pour laquelle nous travaillions, EDS Nuclear, qu’il faudrait peut-être élargir nos horizons étant données les sombres perspectives du secteur du nucléaire », poursuit Bill Wheeler. « EDS nous a accordé un statut d’environ un an pour essayer de travailler sur des programmes non nucléaires. Steve a réussi à nous décrocher quelques contrats, notamment avec General Electric Aircraft Engines, lorsque nous avons commencé à travailler sur des analyses par éléments finis tridimensionnelles assez poussées d’assemblages boulonnés avec lesquels ils rencontraient des problèmes ». « Nous avons fait cela durant environ un an, ce qui nous a vraiment appris comment gérer une entreprise », se souvient Marc Whittlesey. « Steve, Bill et moi avons eu de nombreuses discussions à ce sujet précis, nous parlions budgets, plans, main d’œuvre, ce genre de choses. Il y avait en fait très peu de choses que nous ne maîtrisions pas dans la gestion d’une entreprise ». MacDonald, Wheeler et Whittlesey ont commencé à formuler des plans pour lancer leur propre activité de services techniques en 1981. Toutefois, après que la direction d’EDS a eu vent de ces plans, les trois hommes ont été contraints de les mettre en action un peu plus rapidement que prévu. « Nous avons constitué notre société, choisi un nom et tout le reste, nous avions donc déjà une entreprise avant de quitter celle qui nous employait », explique Steve MacDonald. « Et bien sûr, moi qui avais tendance à ouvrir un peu trop ma bouche, ce qui est toujours le cas d’ailleurs, j’en ai parlé autour de moi. Et c’est arrivé aux oreilles de la direction d’EDS Nuclear ». « Nous assistions tous les trois à une séance de formation dans la vallée de Napa pour cette grosse entreprise de 1 000 employés, et c’en était fini de nous », poursuit Steve MacDonald. « Ce qui était assez problématique puisque j’avais une femme et trois enfants, un prêt immobilier en cours, tout comme Marc et Bill, il était donc temps pour nous de nous remettre au travail. Nous avons peut-être été poussés vers la sortie de façon un peu précipitée. Mais nous serions probablement partis de toute façon trois mois plus tard ». « La chose dont je me souviens est que quand nous avons quitté EDS Nuclear, environ 900 personnes travaillaient aux États-Unis sur des analyses de contraintes exercées sur les tuyauteries », explique Bill Wheeler. « En 1982, il n’y avait plus personne. Ce n’est donc pas que nous étions visionnaires en créant une société. C’était en quelque sorte une nécessité. Je pense que nous avons tous compris que nous devions faire quelque chose car la bulle du nucléaire avait éclaté. C’était parfaitement évident pour chacun d’entre nous ».

LA NAISSANCE D’ADAPCO
Adapco est donc née dans les braises de l’industrie nucléaire, tout d’abord avec une équipe de quatre personnes (le quatrième étant Joe Sklerin, un actionnaire minoritaire de l’entreprise d’origine) qui travaillaient depuis le grenier de Bill Wheeler à Long Island. « Nous avons réellement constitué une société à la fin de l’été 1980 », se souvient Bill Wheeler. « Le nom de la société, Analysis and Design Application Company, était notre quatrième ou cinquième choix. Je ne me souviens pas quels étaient les premiers choix. Mais le gouvernement de New York nous a dit qu’ils étaient trop proches de noms déjà existants et qu’ils ne nous laisseraient pas les utiliser. Nous avons donc finalement opté pour « Analysis and Design Application Company Limited », que nous avons abrégé en « adapco ». C’est vraiment comme ça que nous avons retenu ce nom, ce n’était pas le premier choix de Steve ». « Il était également évident que seul l’un d’entre nous pourrait être désigné président. Et c’était Steve », explique Bill Wheeler. « Toute personne le connaissant aurait su instantanément qu’il était le seul choix possible. Steve est un leader né ; il a cette capacité unique à communiquer et à convaincre les autres de lui donner ce qu’il veut. C’était vraiment son point fort. C’était également un ingénieur vraiment très compétent techniquement. Mais je ne suis pas sûr qu’il avait la même patience que Marc et moi pour gérer un problème ». Steve MacDonald confirme : « C’est vrai j’ai toujours dit que je voulais être le président et j’ai travaillé suffisamment longtemps pour savoir que je ne le serai jamais dans une entreprise très structurée, ma solution était donc de créer ma propre société et de m’auto-désigner. C’était la solution à mon aversion personnelle pour l’autorité. Donc je me suis dit “eh bien, je vais monter une société”. C’est comme ça que cela s’est passé. J’ai fait suffisamment de choses qui se sont avérées être assez bonnes, nous n’avons donc pas eu à mettre la clé sous la porte ».

« Chacun de nous trois a apporté quelque chose à l’équipe », explique Marc Whittlesey.

« Steve était l’homme des idées, celui qui aimait rencontrer les clients, partir en déplacement, vendre notre travail, et ce dès le début. Bill Wheeler était un véritable technocrate, il cherchait toujours le meilleur moyen de procéder, etc. Et moi, j’étais l’homme d’action de l’équipe, celui qui était vraiment bon dans l’exécution des simulations, avec des résultats à la clé ». « Ce mélange fonctionnait plutôt bien et cela nous a évité les problèmes techniques », se souvient Marc Whittlesey. Évidemment la priorité de Steve était d’obtenir du travail, de réfléchir aux nouvelles méthodes et bien sûr cela a parfois causé chez moi une certaine consternation, notamment lorsqu’il vendait quelque chose sur la base d’une promesse et que nous n’avions aucune idée de la façon de procéder. Mais c’est ce qui vous oblige à être ingénieux, vous savez, cela vous donne un défi à relever. Quelque chose que, sur le moment, vous ne saviez pas comment faire, mais vous saviez que vous deviez le faire en un temps limité… “Nécessité est mère d’invention” ».

PHILOSOPHIE DE LA RÉUSSITE
Cette idée de « repousser les limites » est un thème récurrent. Une grande part de la réussite d’adapco (et plus tard de CD-adapco) est basée sur le principe selon lequel, dès le tout début, Steve MacDonald a réalisé la solution aux problèmes techniques du monde réel, ce qui implique généralement l’interaction de nombreux phénomènes physiques différents et nécessite en fin de compte des outils de simulation qui couvrent toute une série de disciplines techniques. « Lorsque vous réalisez des simulations numériques, vous avez besoin de conditions aux limites », explique Steve MacDonald. « Si vos conditions aux limites sont erronées, cela pose problème. À titre d’exemple, si vous prenez une zone ou un composant isolé, le problème est que vous êtes très dépendants du fait d’avoir exactement les bonnes conditions aux limites, sinon vous n’obtiendrez pas les bonnes réponses à partir de votre simulation. Ma philosophie depuis le début a donc été de modéliser aussi loin que possible de l’objet, de cette façon, même si je ne connais pas parfaitement les conditions aux limites, j’ai une chance que celles-ci s’ajustent, au moins en partie, avant que la solution se soit propagée au composant que je recherchais ». « C’était notre philosophie », confirme Bill Wheeler. « Nous allons utiliser le système informatique le plus grand que nous pourrons trouver ou nous payer.

Et nous allons mettre autant de détails que possible et ne faire d’hypothèses que lorsque cela est absolument nécessaire. Cela a été notre principe directeur depuis le jour où nous avons lancé notre entreprise. Je pense que cela reflète probablement toujours aujourd’hui l’entreprise dans son ensemble. Nous n’essayons pas d’utiliser notre expérience pour faire dire à l’analyse ce que nous savons déjà par expérience. Nous essayons de faire dire à l’analyse ce qu’il se passe vraiment et nous utilisons notre expérience pour débloquer notre travail d’analyse ». « L’une de nos premières missions a été pour Solar Turbines », se souvient Steve MacDonald. « Une autre était pour General Electric, à Lynn, qui était la division moteurs d’avions de GE. Nous disposions d’un terminal d’entrée à distance, qui consistait en un lecteur de cartes et une imprimante, et nous préparions nos problèmes. Un peu plus tard, nous avons acheté un ordinateur, qui faisait plus ou moins la taille d’une machine à laver. C’était un VAX 750 et nous l’utilisions avec des disques. Et encore une fois nous faisions des analyses thermiques et de contraintes, dont beaucoup sur des turbines à gaz, des choses qui avaient des contraintes thermiques importantes ». « Et nous avons emménagé dans ce bâtiment. Après avoir travaillé pendant une courte période depuis le grenier de Bill Wheeler, nous avons loué la moitié du rez-de-chaussée de cet immeuble, puis le rez-de-chaussée complet et ensuite le premier étage. Nous avons fini par acheter tout le bâtiment. Nous n’arrêtions pas de nous agrandir », raconte Steve MacDonald.

DE LA CONTRAINTE À LA CFD
Jusqu’à ce point, adapco s’était consacrée presque entièrement à l’analyse par éléments finis des contraintes thermiques et mécaniques. Toutefois, la vision de Steve MacDonald consistant à « repousser les conditions aux limites aussi loin que possible de la région d’intérêt » commençait à nécessiter l’utilisation d’autres outils de simulation. « Je me souviens de Steve revenant de l’une des réunions qu’il avait eue avec Ford où nous réalisions des analyses de transfert de chaleur », raconte Bill Wheeler. « Nous ne savions pas quels étaient les coefficients de transfert de chaleur, mais elles pouvaient nous dire à combien se situait le taux d’évacuation total de la chaleur. Alors nous avons juste dit “OK, nous allons mettre un coefficient de transfert de chaleur pour l’ensemble de la chemise de refroidissement. Et nous allons l’ajuster en fonction de l’évacuation de la chaleur”. Et c’est ce que nous avons fait. Il était très critique et disait “Vous ne pouvez pas faire ça, ça ne va pas. Ce n’est pas constant partout”. Nous avons alors réfléchi ensemble et avons répété “Qu’est-ce qu’on va faire ? Qu’est-ce qu’on va faire ? Qu’est-ce qu’on va faire ?” ». « J’ai levé la main pour dire “Je pense que nous pourrions probablement utiliser la CFD pour obtenir des coefficients de transfert de chaleur moins uniformes”, et nous avons donc commencé à essayer cette méthode », explique Bill Wheeler.

« Nous avons obtenu des coefficients de transfert de chaleur à partir de ces premières simulations CFD. Je ne pense pas qu’ils étaient très bons mais ils n’étaient pas uniformes. Nous les avons appliqués au modèle de contrainte. Nous les avons à nouveau ajustés jusqu’à obtenir le bon taux d’évacuation de la chaleur. Mais entre-temps, les constructeurs automobiles, en particulier Ford, ont réagi « Oh, ouah ! Vous pouvez vraiment voir où se situe l’écoulement», un écoulement qu’ils avaient beaucoup de difficultés à visualiser au début des années 1980. Nous étions probablement en 1983 lorsque nous sommes parvenus à cela. Et ils ont commencé à nous octroyer des contrats simplement pour exécuter des solutions d’écoulements ans la partie transfert de chaleur. Et c’est vraiment à ce moment qu’adapco a commencé à employer la CFD dans le cadre d’une activité de services techniques. Je crois qu’il s’agissait des premiers outils de conception assistée par ordinateur universellement adoptés par tout un secteur ».

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