Limites de piste : comment la FIA va utiliser l'IA pour mettre fin aux polémiques

Depuis plusieurs années, l'application des limites de piste est l'un des sujets les plus controversés en Formule 1.

Les pilotes repoussent naturellement les limites de ce qui est autorisé pour améliorer leur temps au tour ; ils ont également tendance à dénoncer leurs petit camarades quand, selon eux, ils ont franchi les limites. Et, bien sûr, à nier avec véhémence lorsqu'ils l'ont fait eux-mêmes.
 
Les équipes soutiennent inévitablement leurs pilotes et les débats qui en résultent peuvent occuper une grande partie du temps, retardant souvent les résultats officiels des courses. Rien que lors du Grand Prix d'Autriche 2023, la FIA a dû examiner plus de 1000 infractions présumées aux limites de la piste, un chiffre qui illustre clairement à quel point des outils plus avancés sont devenus essentiels pour accélérer le processus.
 
C'est pourquoi, en coulisses, la FIA et Catapult ont créé un outil automatisé permettant de détecter lorsque les voitures franchissent les lignes blanches et l'ont intégré à RaceWatch, le système utilisé par la direction de course et le centre d'opérations à distance pour surveiller tout ce qui se passe sur la piste.
 
Lorsqu'une seule course peut générer des centaines d'incidents potentiels à examiner, on comprend facilement pourquoi un système capable d'aider les commissaires était nécessaire, afin d'accélérer le processus d'examen et de permettre aux équipes d'être informées d'une éventuelle infraction en quelques secondes.

Selon la FIA, cet outil basé sur la vision par ordinateur réduit de 95% le nombre de cas nécessitant une intervention humaine pour prendre une décision.

RaceWatch, le logiciel de gestion de course développé par la FIA et Catapult.

Photo de: FIA

La FIA pourra envoyer les images directement aux équipes

Le système de vision par ordinateur intégré à RaceWatch peut reconnaître la silhouette d'une voiture et analyser son comportement par rapport à des points de référence prédéfinis capturés par une caméra. Cela lui permet de déterminer si une voiture a franchi la ligne de référence.
 
Plusieurs mises à jour pratiques et fonctionnelles sont d'ores et déjà prévues. La première est que la FIA pourra envoyer aux équipes les images de toute infraction aux limites de la piste commise par leurs pilotes, ce qui rendra le processus encore plus transparent et réduira le temps potentiellement perdu en discussions. Cela contribuera également à rationaliser et à accélérer le flux de travail, en fournissant aux équipes un retour d'information plus rapide.
 
L'autre mise à jour, sans doute la plus importante et la plus intrigante, concerne la manière dont les limites de piste seront détectées, grâce à un système plus avancé qui repense également l'ensemble du flux de travail d'analyse des données. La reconnaissance basée sur l'IA s'appuie désormais sur des GPU haute performance pour traiter en temps réel toutes les informations nécessaires à la vérification de chaque tour, ce qui augmente à la fois la précision et la rapidité des contrôles.

Un exemple d'utilisation de l'IA pour reconnaître une voiture et vérifier son respect des limites de piste.

Photo de: FIA

Un processus réparti pour traiter plus de données

"Le nouveau système sera basé sur un dispositif de contrôle centralisé des caméras, qui nous permettra non seulement de régler toutes les distances à partir d'un seul point, mais aussi de répartir le traitement nécessaire", explique Chris Bentley, responsable de la stratégie des systèmes d'information pour les monoplaces à la FIA, dans une interview exclusive accordée à Motorsport.com.

"Nous pourrons faire fonctionner le logiciel de vision par ordinateur sur n'importe quelle machine du réseau, lui envoyer la partie de la vidéo à traiter et recevoir le résultat, ce qui nous permettra de traiter de plus en plus de données."

L'augmentation de la capacité de traitement des données s'inscrit dans le cadre d'un autre outil développé par l'instance dirigeante en collaboration avec Catapult : un système de positionnement très avancé.

Un test du système fin 2024 à Abu Dhabi.

Photo de: FIA

Grâce aux innovations introduites ces dernières années, la FIA est désormais en mesure de suivre la position d'une voiture avec une précision toujours plus grande, en combinant plusieurs sources de données.

Il ne s'agit pas seulement de coordonnées absolues : le système recoupe les données de positionnement, les informations sur les temps par secteur et les trajectoires idéales, créant ainsi un "jumeau numérique" en temps réel de ce qui se passe sur la piste.
 
"Cela nous permet d'utiliser toutes les données dont nous disposons pour commencer à examiner la ligne blanche autour de la piste, même si elles ne sont peut-être pas couvertes par une caméra particulière", explique Bentley.
 
"Dans ces cas-là, la caméra devient quelque peu secondaire, car nous allons utiliser le géorepérage sur les données de positionnement. Nous allons utiliser les retards dans l'arrivée des voitures à certaines positions pour déterminer où elles sont sorties de piste, ainsi que les changements dans la trajectoire suivie par la voiture, car il existe évidemment une trajectoire optimale que toutes les voitures suivent. Il est très rare qu'elles s'écartent de la trajectoire de course."

Comment va fonctionner le système ECAT

Le concept central s'appelle "Every Car All Turns" (ECAT) et repose sur l'idée que le système interprète le comportement d'une voiture en le comparant à un modèle de référence. En recoupant ces informations avec les données de chronométrage par micro-secteur, RaceWatch peut comprendre ce qui s'est passé à un endroit précis du circuit et signaler l'incident pour un éventuel examen.

Le système peut suivre plusieurs voitures simultanément.

Photo de: FIA

"Si une voiture s'écarte de la ligne idéale, elle risque de parcourir une plus grande distance", explique Bentley.

"Cela nous permet de voir une différence dans le temps par secteur et de revenir en arrière pour comprendre où elle a dévié de la piste ou ce qui s'est passé. L'idée est d'utiliser toutes les données, de les enrichir avec la vidéo disponible et de retracer ces éléments, afin que le système nous dise ce qui se passe au lieu d'avoir à le rechercher manuellement."
 
"L'objectif est de faire passer le système au niveau supérieur. Il fonctionne sur l'ensemble du circuit, en permanence, afin de pouvoir comprendre automatiquement ce qui se passe. Il s'agit de l'évolution de ce que nous essayons de faire, à savoir passer d'un processus manuel à un processus semi-automatique, avec toutefois un élément manuel, car il faut évaluer les avertissements et les drapeaux noirs et blancs." 

La FIA travaille activement avec les circuits pour améliorer la couverture et identifier le meilleur emplacement pour les caméras, mais cela n'est pas toujours possible et varie d'un circuit à l'autre. Cependant, avec ce nouveau système, les caméras, bien qu'elles restent importantes, ne sont plus le seul fondement de l'analyse.

RaceWatch va être enrichi via l'IA.

Photo de: FIA

Le système est désormais capable de détecter une éventuelle infraction aux limites de piste à partir des seules données de positionnement : s'il constate un écart anormal, si la voiture pénètre dans une zone virtuelle délimitée sur la piste ou si sa trajectoire s'écarte trop de la ligne de course idéale, RaceWatch peut générer une alerte.

"Cela nous a permis de passer à un niveau supérieur, de gérer toutes les caméras à partir d'un seul endroit, de répartir le processus au niveau de la vision par ordinateur et de traiter d'autres éléments dont nous disposions à un seul endroit", explique Bentley.

"En gros, nous pouvons signaler automatiquement lorsqu'une voiture sort de la piste parce que les données de positionnement changent, ou utiliser le géorepérage : nous pouvons tracer des chicanes et des zones virtuelles sur la piste qui déclenchent une alerte si une voiture y pénètre. Tout cela sera déjà opérationnel cette année, nous y avons travaillé tout au long de l'année 2025."

La question des limites de piste a longtemps comporté une part de subjectivité. Le fait de rendre le processus encore plus axé sur les données renforce la fiabilité de la prise de décision.

Cela permettra-t-il également de réduire considérablement le débat sur les limites de piste ? La plupart des fans l'espèrent vivement.