Le rythme de l'innovation s'accélère également dans d'autres domaines, sous l'effet des changements d'habitudes et des nouvelles priorités engendrés par la pandémie. Les exemples ci-dessous illustrent des tendances existantes qui vont s'accélérer considérablement, exigeant davantage encore le recours et le développement de réseaux de distribution d'énergie (RDE) efficaces, compacts et modulaires.
Prévisions n° 1 – Automobile : La Covid-19 a accéléré l’adoption des véhicules électriques et des systèmes 48 V, par Nicolas Richard, directeur du développement commercial automobile EMEA chez Vicor
Le secteur des transports a été l'un des plus durement touchés par la pandémie mondiale, la fréquentation des déplacements, qu'ils soient courts ou longs, ayant fortement diminué. L'industrie automobile a connu une chute brutale de ses ventes, et les prévisions indiquent que cette tendance se poursuivra jusqu'en 2021. Les constructeurs ont réagi en misant davantage sur les segments porteurs, notamment les véhicules électriques. Tout en réduisant le développement des voitures traditionnelles, ils accélèrent celui des véhicules électriques, en privilégiant les technologies offrant un avantage concurrentiel. Malgré la baisse de la fréquentation, des études montrent que les gens se sentent plus en sécurité lorsqu'ils utilisent leur propre voiture plutôt que les transports en commun. Par conséquent, nous pensons que cela va accélérer la demande de véhicules électriques abordables et que la transition des réseaux électriques 12 V vers les réseaux 48 V va s'accélérer considérablement grâce à l'augmentation des investissements dans leur développement.
En 2021, la présence de systèmes de batteries 48 V va augmenter, notamment dans les véhicules hybrides légers, avec l'intégration par les constructeurs de suspensions actives, de roues arrière directrices et de systèmes anti-retournement. Pour ce faire, davantage de systèmes de conversion 48 V vers 12 V seront nécessaires pour les systèmes de sécurité, de confort, d'infodivertissement et de navigation. Outre la réduction du câblage et l'augmentation de la puissance, la conversion des batteries haute tension dans les véhicules hybrides et électriques est plus efficace lorsque la chute de tension est réduite lors du passage à 48 V. La tension des batteries principales des véhicules électriques et hybrides va également augmenter, le 800 V devenant beaucoup plus courant pour permettre des temps de charge plus rapides.
Ces évolutions nécessitent une nouvelle génération de composants d'alimentation pour créer un réseau d'alimentation distribué dans les véhicules de l'année prochaine.
Prévisions n° 2 – Calcul haute performance : La demande en capacité des centres de données dépassera l’espace physique disponible dans les usines, par Lev Slutskiy, directeur régional de Vicor.
Les centres de données connaissaient déjà une croissance rapide, mais la pandémie a accéléré la demande au-delà des prévisions, et cette croissance se poursuivra même après la fin de la crise sanitaire. Avec le télétravail et l'enseignement à distance qui se développent, ainsi que la réduction des loisirs hors domicile, le téléchargement de vidéos en streaming et la pratique du jeu en ligne ont explosé. Nous avons pu constater directement à quel point les utilisateurs dépendent des réseaux métropolitains qui constituent l'infrastructure de télécommunications actuelle. En 2021, la recherche de centres de données plus économes en énergie franchira une étape importante, et nous pensons que ce secteur s'appuiera davantage sur les énergies renouvelables qu'auparavant et que de nombreux centres de données passeront d'une infrastructure à courant alternatif (CA) à une infrastructure à courant continu (CC) afin de mieux répondre à l'augmentation considérable de la demande en énergie liée au calcul haute performance.
Cette accélération rapide et imprévue de la demande dépasse largement la capacité des centres de données physiques. Par conséquent, les opérateurs de centres de données ont besoin de davantage de capacité dans le même espace, ce qui a des conséquences importantes sur leur alimentation électrique. Il est plus important que jamais de pouvoir fournir une alimentation plus efficace dans le même espace, tout en assurant une excellente gestion thermique. L'intelligence artificielle (IA), le cloud computing et le big data alimentent la demande en puissance de traitement beaucoup plus importante, ce qui entraîne une consommation d'énergie et des intensités de courant nettement supérieures, et par conséquent des pertes d'électricité dues aux processus de conversion et de transformation de l'énergie. Un troisième axe de changement majeur dans l'innovation des centres de données concerne l'alimentation électrique et son efficacité au niveau des baies et des racks, afin de supporter la puissance de calcul accrue (de l'ordre de l'exaFLOPS) requise par les applications cloud, d'IA et de big data.
Une méthode plus efficace de gestion de l'énergie consiste à augmenter la tension dans ces systèmes et à utiliser du courant continu, soit par redressement du courant alternatif, soit directement à partir d'une source d'énergie renouvelable. La conversion de la haute tension (typiquement 260–410 V CC) aux valeurs utilisées à l'entrée des équipements informatiques modernes (12 V ou, de préférence, 48 V) peut être réalisée par des convertisseurs de bus. Nous pensons que les concepteurs de systèmes adopteront de plus en plus ces solutions innovantes dans leurs architectures, telles que les architectures de puissance factorisée (FPA) et les modules de conversion efficaces, afin de réduire la distance entre le module d'alimentation à courant élevé et le point de consommation (PoL). Ceci permettra de réduire la résistance du réseau électrique et ainsi de minimiser les pertes de puissance dans les futures applications de supercalcul. Certains fabricants de solutions de calcul haute performance (HPC), tels que Nvidia (qui s'est récemment classée 1re, 3e, 4e et 5e du classement Green 500), ont adopté cette stratégie pour rendre les centres de données plus écologiques.
Prévisions n° 3 – Militaire et aérospatial – Les trois principaux catalyseurs de changement en 2021 seront la pandémie, les missiles hypersoniques et la guerre asymétrique, par Teo DeLellis, directeur du développement commercial aérospatial chez Vicor.
Suite aux investissements considérables consentis pour lutter contre la COVID-19, les gouvernements du monde entier ont redéfini leurs priorités et adopté des mesures de soutien économique afin d'aider les collectivités, les entreprises et les citoyens à faire face aux conséquences de la pandémie. Une étude récente de Jane's, publiée en juin 2020, a mis en évidence une baisse des dépenses de défense dans les principaux pays membres de l'OTAN. Par conséquent, début 2021, les gouvernements seront confrontés à d'immenses pressions budgétaires les incitant à réduire leurs dépenses, notamment dans le domaine de la défense, afin de renforcer leur économie, leur protection sociale et d'autres objectifs essentiels. Cette mesure ne tient pas compte des pressions géopolitiques liées à la montée du nationalisme à différents niveaux. À titre d'exemple, la Suède a décidé d'augmenter ses dépenses militaires de 40 % en raison des tensions accrues avec la Russie.
Nous pensons que la technologie et l'innovation devront combler les lacunes engendrées par ces pressions contradictoires afin que les gouvernements puissent faire plus avec moins, notamment en maintenant leurs capacités de réaction militaire grâce aux nouvelles technologies numériques. Aux États-Unis, la menace des missiles hypersoniques russes et chinois a accéléré les programmes de missiles défensifs et offensifs, entraînant un niveau d'innovation initialement prévu pour dans cinq ans. La guerre asymétrique sera également un moteur de changement majeur en 2021, car la possibilité d'attaques en essaim de drones expose des cibles de grande valeur à des drones à bas coût, et il n'est pas viable d'éliminer un drone à 1 000 $ avec un missile à 100 000 $. Cela stimulera les progrès technologiques, tels qu'une plus grande intégration de l'IA dans les systèmes de défense et le déploiement de lasers capables de contrer plus efficacement la menace de ces essaims de drones. La technologie des drones continuera de dominer le segment de la reconnaissance, et les technologies d'alimentation contribueront à augmenter la distance et la durée des missions.
Prévisions n° 4 – Robotique : Le nombre de drones et de robots en Europe atteindra 747 millions en 2021, selon Henryk Dabrowski, vice-président des ventes EMEA chez Vicor.
D'ici fin 2021, chaque femme, homme, garçon et fille en Europe disposera d'au moins un robot de livraison ou un drone chargé de livrer des colis ou de désinfecter les espaces publics dans le cadre de la lutte contre la pandémie. L'innovation en robotique connaîtra également une forte accélération, les entreprises se tournant vers les robots pour interagir avec leurs clients et effectuer des tâches en toute sécurité, sans exposer le personnel au coronavirus. Pour répondre à cette demande, les développeurs de robots devront s'appuyer sur des conceptions existantes et les utiliser comme plateformes, plutôt que de développer des robots entièrement nouveaux. Le dimensionnement de ces plateformes nécessitera d'adapter la puissance de sortie à chaque niveau de puissance afin de tenir compte des différentes tailles et capacités des robots. Une approche modulaire et évolutive de l'alimentation sera essentielle pour relever ce défi.
L'autonomie et le poids des robots et drones sont des facteurs clés du développement des services de livraison automatisés. Vicor permet aux concepteurs d'alléger leurs drones pour améliorer leurs performances et optimiser leur consommation d'énergie, leur permettant ainsi de voler plus loin et avec une fiabilité accrue.
Nous prévoyons que les robots seront davantage utilisés que les drones dans les zones les plus densément peuplées des villes européennes, tandis que dans les régions plus isolées comme les Alpes, les drones seront plus fréquemment déployés pour intervenir en cas d'urgence et acheminer des fournitures médicales essentielles, les charges plus lourdes étant assurées par des camions autonomes. En Europe, Tesco, Amazon, DHL et UPS ont déjà commencé à tester des drones de livraison, et la pandémie marque un tournant dans la transformation numérique complète du secteur du commerce de détail. Le confort de la livraison à domicile, auquel les consommateurs se sont habitués pendant les confinements, signifie que la fréquentation des magasins et supermarchés ne retrouvera pas son niveau d'avant la pandémie. L'utilisation de robots dans les rues et de drones dans les airs permettra aux détaillants de proposer leurs produits à moindre coût. En Chine, les drones ont déjà commencé à effectuer des livraisons dans des régions reculées du pays, et nous avons constaté des progrès rapides dans l'obtention, par les entreprises de logistique, des autorisations des autorités aéronautiques pour des opérations commerciales de drones.
