FreeCAD est sorti le 18 novembre 2024 en version 1.0 (voir l'annonce officielle et sa vidéo associée). Cette sortie est marquée par une amélioration majeure : l'atténuation du problème de dénomination topologique.

Sommaire

• Qu'est-ce que FreeCAD ?
• Historique
• Le problème de dénomination topologique
• Les autres améliorations
  • Un outil d'assemblage par défaut avec solveur dynamique
  • L'atelier sketcher amélioré
  • Les ateliers Arch et BIM sont morts, vive la prise en charge native du format ouvert IFC
  • L'atelier FEM
  • Le reste
• L'essai commercial d'Ondsel

La dernière dépêche sur FreeCAD remonte à avril 2021 pour la sortie de la version 0.19. Depuis, il y a eu les versions 0.20 (juin 2022) et 0.21 (août 2023). Cette version 1.0 a porté le nom de 0.22 pendant son développement.

Qu'est-ce que FreeCAD ?

Extrait de wiki.freecad.org :
FreeCAD est un modeleur paramétrique de CAO 3D open source sous licence LGPL. FreeCAD est destiné à l'ingénierie mécanique et à la conception de produits mais — étant très générique — il s'adapte également à une gamme plus large d'utilisations autour de l'ingénierie, telles que l'architecture, l'analyse par éléments finis, l'impression 3D et d'autres tâches.

FreeCAD propose des outils similaires à CATIA, SolidWorks, Solid Edge ou Revit et entre donc également dans la catégorie CAO, GCVP, CFAO, IAO et BIM. Il s'agit d'un modélisateur paramétrique basé sur les caractéristiques d'une architecture logicielle modulaire qui permet de fournir des fonctionnalités supplémentaires sans modifier le système de base.

FreeCAD est aussi multiplateforme. Il fonctionne sous Windows, Linux/Unix et macOS avec la même apparence et les mêmes fonctionnalités sous toutes les plateformes.

Historique

La toute première version de FreeCAD est sortie en 2002. FreeCAD est développé en C++, Qt et Python et son cœur repose sur les bibliothèques OpenCASCADE (ou OCCT) spécialisées dans la CAO.

Son développement est assuré par un large panel de contributeurs : certains sont historiques, d'autres sont spécialisés sur un aspect particulier et beaucoup sont plus ou moins occasionnels.

Les versions se sont enchaînées à un rythme quasi annuel, apportant moult améliorations et fonctionnalités nouvelles.

En 2021, quelques contributeurs historiques fondent la FreeCAD Project Association (FPA) qui est un organisme indépendant à but non lucratif pour collecter des dons et apporter un soutien au développement du projet.
Ce soutien passe notamment par leur programme "FreeCAD Grant Program", qui permet d'embaucher ou de récompenser des personnes pour des projets spécifiques. Ce programme a un budget de 50k$ pour l'année 2024. A titre d'exemple récent, 500$ ont été octroyés pour une étude sur les runners CI de Github, 1000$ pour un gros travail de correction de bugs, et enfin 500$ pour la création d'une vidéo sur les nouvelles fonctionnalités de cette version 1.0.

FreeCAD bénéficie d'une communauté impliquée permettant notamment d'avoir une documentation complète, à jour et traduite dans de nombreuses langues.

Le problème de dénomination topologique

C'était un des points noirs de FreeCAD jusqu'à cette version 1.0.
Il faut imaginer que dans ce logiciel, la modélisation d'une pièce (dans le sens objet physique) passe par une suite d'opérations mathématiques et géométriques en définissant à chaque fois des contraintes ou des paramètres. Une opération est par exemple la création d'un trou borgne de 5 mm sur telle face à 10 mm des bords haut et gauche. Un autre exemple est d'ajouter une « languette » sur telle face cylindrique. Ou bien d'ajouter un chanfrein de 2 mm sur telle arête, etc.

Ainsi, petit à petit, la pièce modélisée se construit, prend forme, se détaille et se complexifie.

Cet historique de ces opérations successives est toujours présent et modifiable. À tout moment, il est possible de modifier une des étapes intermédiaires.

D'un point de vue technique, vous aurez sans doute compris que chaque opération s'applique à un élément précis et existant de la pièce à ce moment-là (une face ou une arête par exemple). Dans FreeCAD ces éléments ont tous un identifiant unique (Face6, Edge9, etc.), continu et incrémental. Si l'objet a 13 faces à une des étapes, les faces seront numérotées de Face1 à Face13. Chaque opération est rattachée à l'identifiant de l'élément (Face5 par exemple).

Et le problème se situe à ce niveau : lors d'une modification d'une étape intermédiaire, il arrive souvent que cela change la géométrie globale de la pièce et donc que les nombres de faces ou d'arêtes augmentent ou diminuent. Et FreeCAD réattribue alors ces identifiants uniques aux différents éléments.
Ainsi, si l'objet passe de 13 à 11 faces, c'est l'ensemble des faces qui vont recevoir un nouvel identifiant dans la plage Face1 à Face11, avec un très fort risque qu'une face, pourtant non touchée par la modification, porte un identifiant différent.

Et vous voyez le problème arriver : si une des opérations suivantes dans l'historique était de faire un perçage sur la Face6 qui est maintenant devenue la Face3… Toute la modélisation part en vrille.

Ce problème de dénomination topologique est documenté sur le wiki de FreeCAD : problème de dénomination topologique.

Pour éviter cela, il était conseillé de suivre un ensemble de bonnes pratiques de modélisation sous FreeCAD : Édition de fonctions. Il faudra certainement suivre l'évolution de cette page avec cette sortie.

Cette version 1.0 marque donc l'intégration de codes correctifs de cette problématique. Les notes de version indiquent tout de même que tout n'est pas résolu, et qu'il y aura d'autres améliorations dans les prochaines versions. Cette petite vidéo en anglais vous montre la différence de comportement entre la version 0.21 et 0.22dev (qui a servi de base à la 1.0).

Les autres améliorations

Un outil d'assemblage par défaut avec solveur dynamique

Le terme assemblage désigne la fonctionnalité de regrouper plusieurs éléments afin d'obtenir un objet fonctionnel. Ce peut être, par exemple, une boîte constituée d'un couvercle sur charnières maintenues par des vis avec des rangements amovibles à l'intérieur. Ou bien un moteur thermique avec ses carters, vilebrequin, bielles, pistons, soupapes, etc. Il est parfois utile de pouvoir fournir des indications de positionnement et/ou de liberté des éléments entre eux, et de pouvoir animer le tout.
Ces opérations d'assemblage n'étaient pas intégrées dans FreeCAD avant la version 1.0. Elles étaient néanmoins possibles grâce aux ateliers. Plusieurs ont été créés pour cela avec chacun leurs spécificités et leurs approches mais aussi une incompatibilité entre eux : A2plus, Assembly3 ou Assembly4.
Cette version 1.0 propose un nouvel atelier mais intégré par défaut. Il a été mis au point par la société Ondsel (voir plus bas). Il est encore jeune, et il est encore trop tôt pour savoir s'il finira par s'imposer par rapport à l'existant déjà en place. Un tutoriel concernant l'atelier d'assemblage est d'ores et déjà disponible pour une introduction à cette nouvelle fonctionnalité de la v1.0.

L'atelier sketcher amélioré

Cet atelier permet de dessiner les esquisses techniques utilisées dans la conception mécanique. C'est dans celui-ci que sont dessinés les « plans 2D » avec les cotes et les contraintes dimensionnelles et spatiales. Cette version apporte un nombre conséquent d'améliorations et de nouvelles fonctionnalités rendant son utilisation plus facile, plus puissante et plus rapide. Le mieux est de regarder les notes de version animées.

Les ateliers Arch et BIM sont morts, vive la prise en charge native du format ouvert IFC

Si le titre est cryptique, c'est que l'on parle de BTP et d'outils destinés aux équipes de Maîtrise d'Œuvre impliquées dans la conception d'une opération construction (Architectes, Bureaux d'Études). Comme ce n'est pas forcément le lot commun des visiteurs de LinuxFr.org, résumons la situation:

• L'atelier Arch, pour Architecture, exploite depuis longtemps les capacités de création 3D de FreeCAD pour dessiner facilement, fondations, murs, planchers, fenêtres, portes etc. Cet atelier se basait sur le format natif des fichiers FreeCAD, *.FcStd.

• Dans l'atelier BIM (pour Building Information Model <= l'article Wikipedia_FR est bien écrit pour qui veut comprendre l'essentiel), on retrouve un certain nombre d'outils de dessin et de création d'objets qui s'avèrent redondants pour certains avec ceux de l'outil Arch tout en implémentant les paradigmes bien plus vastes qu'induit l'approche BIM d'un projet de construction <=> pas uniquement de la géométrie, mais aussi du prix, des données mécaniques, physiques, des fiches produit, du planning …

• L'approche BIM tend à se généraliser dès lors que la complexité et le coût du projet le justifient. Elle repose (en théorie) sur un format d'échange IFC (pour Industry Foundation Class).
  Il est ouvert et au format texte.
  Oui avec vim, c'est possible de bidouiller ;)
  mais un fichier IFC fait rapidement quelques centaines de Mo voire quelques Go …

L'Association "Building Smart" en définit les caractéristiques. Tous les logiciels sur le marché savent ouvrir et exporter dans ce format, à la norme IFC 2.3 ad minima et IFC 4.2 voire 4.3 pour les up to date.

L'atelier BIM de FreeCAD utilisait jusqu'à présent IfcOpenShell, une application tierce Open Source pour convertir un fichier du format *.ifc vers du *.FcStd en passant (sans doute) par du OpenScad dans le processus.

Une image qui devrait parler au LinuxFrien (!) pour la classe IFC Material-Constituent-Set,

Pour la version 1.0 de FreeCAD, Yorik Van Havre, développeur historique de FreeCAD, (par ailleurs, architecte et Président la FreeCAD Project Association) a entrepris de fusionner ces deux ateliers, d'en faire une fonctionnalité native de FreeCAD, c'est-à-dire qui se passe du vaillant IfcOpenShell (grâce notamment au travail fait sur Blender-Bim) pour que FreeCAD puisse ouvrir et enregistrer directement au format IFC sans conversion inutile.

L'atelier FEM

Cet atelier d'analyse par éléments finis comporte également des améliorations considérées comme majeures avec cette version 1.0, détaillées dans un article de blog sur l'atelier FEM de FreeCAD.

Les avancées majeures sont liées à la prise en charge de fonctionnalités de CalculiX, un des solveurs utilisés par cet atelier : symétrie cyclique, analyses 2D et contraintes de corps rigide.

Le reste

Comme à chaque nouvelle version, beaucoup de choses ont été apportées, que ce soit dans l'interface, ou dans la plupart des ateliers intégrés. Les notes de version de la v1.0, comme très souvent détaillées en images, permettent de voir l'évolution de ce logiciel.

FreeCAD a également annoncé son nouveau logo, choisi après un appel à concourir auprès de la communauté (lien). Le logo en SVG est disponible sur cette page.

L'essai commercial d'Ondsel

Outre la création en 2021 de l'association FPA (voir plus haut), d'autres développeurs, notamment Brad Collette, mainteneur de longue date de l'atelier Path et auteur de deux livres sur FreeCAD, ont créé début 2023 la société américaine ONDSEL sous la forme d'une Public Benefit Corporation (PBC) qui pourrait se traduire par « une entreprise d'intérêt pour la société ». Malheureusement, après environ 2 ans, Brad Collette informe de l'arrêt de la société ONDSEL, faute d'avoir trouvé un marché.

La société voulait s'appuyer sur FreeCAD pour « apporter des fonctionnalités commerciales qui rendent FreeCAD plus utile aux utilisateurs commerciaux ». (Source)

Pour cela, ONDSEL a produit sa propre version de FreeCAD avec ses propres choix esthétiques et ergonomiques, et a fourni un cloud pour simplifier le travail en équipe et le partage.
À noter qu'ONDSEL indiquait soumettre ses améliorations à FreeCAD pour intégration et que son cloud était disponible sous forme de module dans FreeCAD. Ces améliorations se retrouvent dans cette version 1.0 de FreeCAD, notamment le nouvel outil intégré d'assemblage ainsi que les très nombreuses nouvelles fonctionnalités de l'atelier Sketcher.

La société ONDSEL avait détaillé sa relation avec le projet FreeCAD indiquant notamment leur mode de collaboration. Ils avaient également un blog en anglais intéressant, où ils abordent plusieurs thématiques, notamment sur l'évolution de CATIA ou bien la liste des nouveautés agrémentée de nombreuses animations.

Dans l'annonce de cet arrêt, Brad Collette revient également sur ce qu'ils ont apporté au projet FreeCAD. Tout ce qu'ils ont développé était en open source et déjà intégré pour la plupart à FreeCAD. Les fondateurs d'ONDSEL continueront de contribuer au projet directement.

Pour cette journée Ada Lovelace, on vous invite à la conquête de l’espace, une histoire qui n’aurait peut-être pas pu se faire sans les femmes. Pas uniquement parce que ce sont des femmes : les anonymes qui ont tressé les mémoires en tore de ferrite des missions Apollo, ou les plus connues qui ont voyagé dans l’espace. Mais aussi parce qu’elles ont calculé ou codé les explorations spatiales. Et comme c’est un sujet vaste, il s’agit, pour l’instant, de la première partie consacrée à trois femmes afro-américaines qui ont travaillé au NACA puis à la NASA : Dorothy Vaughan (1910 – 2008), Katherine Johnson (1919-2020) et Mary Jackson (1921 – 2005). Les portraits de ces trois femmes sont précédés d’une chronologie de la conquête de l’espace.

Sommaire

• Préambule
• La conquête de l’espace en quelques dates
• Le NACA (National Advisory Committee for Aeronautics, en français, Comité consultatif National pour l’Aéronautique), prédécesseur de la NASA
• Dorothy Vaughan (1910 – 2008), mathématicienne et informaticienne
• Katherine Johnson (1918 – 2020), la calculatrice humaine
• Mary Jackson (1921 – 2005), l’ingénieure
• Remarques incidentes

Préambule

La journée Ada Lovelace (en) (Ada Lovelace Day ou ALD en anglais) est une journée internationale consacrée aux réalisations des femmes en science, technologie, ingénierie et mathématiques (STIM ou STEM en anglais). Elle a lieu le deuxième mardi du mois d’octobre. En 2023, cette journée avait été, pour LinuxFr.org, l’occasion d’évoquer Lorinda Cherry, membre de l’équipe de conception d’Unix, Evi Nemeth et la première hackeuse Judith Milhon. Et c’est, on l’aura peut-être compris, surtout un prétexte pour parler de l’histoire de l’informatique.

Cette dépêche et sa suivante sont malheureusement américano-centrées. Et ce pour la bonne et simple raison que, s’il est facile de trouver de l’information sur les cosmonautes russes, en trouver sur les informaticiennes est beaucoup plus ardu. En fait, on n’en a pas trouvé d’autre que Rozetta Zhilina (en), 1933 – 2003, qui a plutôt travaillé dans un contexte militaire et dont la spécialité était les algorithmes en balistique et Ekaterina Samoutsevitch, née en 1982, membre du groupe de punk-rock féministe les Pussy Riot. C’est d’autant plus regrettable que l’URSS avait une réelle avance en matière de conquête de l’espace. Avance que la Russie a toujours sur certains points. Par exemple, le côté russe de la station spatiale internationale a des toilettes prévues pour que les femmes puissent avoir leur règles et changer ainsi leurs protections hygiéniques.

Les portraits des trois femmes qui figurent ci-dessous peuvent sembler assez idylliques. Dans la réalité elles ont dû affronter beaucoup de difficultés du fait de leur groupe ethnique et de leur genre : méprisées par les hommes blancs, peu valorisées, Dorothy Vaughan n’aura pas eu la promotion à laquelle elle pouvait prétendre du fait de ses fonctions, Mary Jackson verra sa carrière bloquée, et souvent pas assez outillées pour leur travail. Par exemple, Katherine Johnson n’aura pas toujours accès à l’intégralité des données dont elle avait besoin dans le cadre de son travail pour le « SpaceTask Group ».

Les portraits des femmes seront donnés dans l’ordre chronologique de leur naissance.

La conquête de l’espace en quelques dates

La conquête de l’espace a été d’abord marquée par la lutte entre les deux grands blocs : Est contre Ouest, la « Course à l’espace » (Race for Space en anglais). La Russie soviétique ayant conservé pendant plusieurs années son avance sur les USA. Une chronologie qui s’arrête à la fin du programme Apollo et qui est centrée sur les réalisations des deux géants.

Un rendu un peu plus visuel des dates qui sont données ci-après, la Russie est dans la colonne de gauche, les USA dans celle de droite. Le document est téléchargeable au format fichier pdf hybride et nettement plus lisible.

1957 : la Russie envoie dans l’espace le Spoutnik 1, premier satellite artificiel en octobre. En novembre c’est la chienne Laïka qui s’envole, c’est le premier animal vivant à réaliser une orbite dans l’espace.

1958 : création de la NASA.

1960 : les deux chiennes, Belka et Strelka que la Russie soviétique avait envoyées dans l’espace reviennent vivantes de leur vol orbital, ainsi que le lapin et les souris qui les accompagnaient.

1961 : en janvier, la NASA envoie le chimpanzé Ham accomplir un vol orbital. En avril c’est le Russe Youri Gagarine qui s’envole et devient le premier homme à avoir accompli un voyage dans l’espace, ainsi que la coqueluche des foules. Dix mois après les Russes, le 20 février 1962, les USA envoient John Glenn pour accomplir un vol orbital. La même année, en décembre, la sonde Mariner 2 survole Vénus. Le Royaume-uni et le Canada envoient leur premier satellite en orbite.

1963 : la cosmonaute russe Valentina Terchkova est la première femme à aller dans l’espace et, à ce jour, la seule à y avoir effectué une mission en solo. Le 18 mars 1965, le cosmonaute soviétique Alexeï Leonov effectue la première sortie dans l’espace. En juillet, la sonde américaine Mariner 4 survole Mars. La même année, la France lance la fusée-sonde LEX, l’Italie un satellite. La sonde russe Luna 9 se pose sur la Lune le 3 février 1966. Luna 10, quant à elle, se placera en orbite autour du satellite de la Terre.

1968 : septembre dans le cadre de la mission russe Zond 5, un vaisseau habité par des tortues survole la lune. Décembre, c’est au tour de la NASA d’envoyer un vaisseau habité vers la lune. Elle envoie un équipage en orbite lunaire, mission Apollo 8.

Juillet 1969 : tandis que les Russes, dans le cadre du programme Bourane, lancent leur première navette spatiale, BOR-2, la mission Apollo 11 envoie Neil Armstrong et Buzz Aldrin sur la Lune.

1971 : en avril, les Russes lancent Saliout 1, première station spatiale habitée. En novembre, la sonde américaine Mariner 9 orbite autour de Mars. En décembre, la sonde russe Mars 3 se pose en douceur sur Mars.

1972 : Apollo 17 dernière mission lunaire du programme Apollo. La conquête de l’espace entre dans une autre phase peu après.

Le NACA (National Advisory Committee for Aeronautics, en français, Comité consultatif National pour l’Aéronautique), prédécesseur de la NASA

Le NACA est une agence fédérale états-unienne créée en 1915.

Comme son nom le suggère, l’objectif du NACA était de favoriser la recherche en aéronautique, un secteur qui commençait à se développer et sur lequel les États-Unis étaient en retard par rapport à l’Europe. Le centre de recherche Langley du NACA était basé à Hampton en Virginie. Dans cette Amérique ségrégationniste, les zones de travail entre Blancs et Noirs sont séparées, celle de l’unité de calcul de la zone ouest (West Area Computing Unit) étant réservées aux personnes afro-américaines où travailleront les trois héroïnes de cette dépêche. Quand le NACA disparaîtra en 1958 pour faire place à la NASA, les secteurs raciaux disparaîtront également et il n’y sera plus fait, sur le plan des locaux, de distinction entre les personnes selon leur couleur de peau ou selon leur sexe.

On doit au NACA (et peut-être même en partie à Mary Jackson) un type de prise d’air la prise d’air NACA qu’on verra par la suite sur à peu près toutes les voitures à partir de 1956.

Dorothy Vaughan (1910 – 2008), mathématicienne et informaticienne

Dorothy Vaughan naît en 1910. Elle obtient un Bachelor of Arts (l’équivalent d’une licence) de mathématique à l’université de Wilberforce (Ohio) en 1929, elle a dix-neuf ans. À la suite de ça, elle va enseigner les mathématiques dans un lycée afro-américain de Farmville (Virginie).

Arrive la deuxième guerre mondiale, le gouvernement états-unien fait appel aux travailleurs et travailleuses pour soutenir l’effort de guerre, le NACA recrute. Elle candidate au poste de « calculateur » à Langley. Elle est recrutée en décembre 1943 et affectée à l’unité de calcul de la zone ouest dont l’objet était de faire des calculs mathématiques pour les ingénieurs qui se livraient à des expériences aéronautiques. Pour cela, point d’ordinateur (le premier ordinateur reconnu comme tel date de 1942), mais des règles à calcul, des calculatrices mécaniques (merci Pascal), et le visionnage de films. Elles fournissaient ainsi aux ingénieurs les paramètres techniques en matière de vol et de soufflerie.

Au départ, les chefs de sa section seront des hommes, blancs. Finalement, elle sera promue à la tête de l’unité informatique de la zone ouest qu’elle dirigera de 1949 à 1958. Elle aura été la première femme afro-américaine à diriger un département du NACA tout en étant une mathématicienne aux compétences respectées. Il arrivait ainsi qu’on lui demande personnellement d’effectuer certains calculs complexes. Pendant cette période, elle co-écrira avec deux autres mathématiciennes, Sara Bullock et Vera Huckel, un manuel de méthodes algébriques pour les machines à calculer utilisées dans le groupe. Elle participera à la « Course à l’espace », cette période où les USA et l’URSS luttaient pour avoir la suprématie dans le domaine spatial.

Arrive 1958, le NACA est dissout remplacé par la NASA. Elle rejoint le « Numerical Techniques Branch » (section des techniques numériques) et acquiert une expertise en FORTRAN. Elle contribuera au programme de développement des lanceurs de fusée Scout. Elle continuera pendant toute sa carrière à apprendre les nouvelles technologies informatiques. Elle formera d’ailleurs ses collègues à ces disciplines.

Elle quitte la NASA en 1971.

Après sa mort, survenue en 2008, elle reçoit à titre posthume la Médaille d’or du congrès pour son travail pour la NASA.

Katherine Johnson (1918 – 2020), la calculatrice humaine

Katherine Johnson est née en 1918. Elle fait ses études au West Virginia State College, qui deviendra l’université d’État de Virginie occidentale (West Virginia State University). Elle en sort en 1937 avec un diplôme de mathématiques et de français. Elle intègre en 1939, avec deux autres étudiants afro-américains, l’université de Virginie occidentale qui accueille ainsi ses tout premiers étudiants afro-américains. Elle obtiendra un doctorat (PhD) de mathématiques.

Elle est recrutée en juin 1953 par le NACA où elle intègre la section de calcul de Langley. Elle fait partie des calculateurs humains noirs dans cette Amérique qui pratique encore la ségrégation raciale, plus précisément des calculatrices car la section était purement féminine. Deux semaines après son entrée en fonction, Dorothy Vaughan l’assigne à un projet dans la branche des charges de manœuvre (Maneuver Loads Branch) de la division des Recherches en vol (the Flight Research Division) pérennisant ainsi son poste. Elle effectuera toute sa carrière à la NASA qu’elle quittera en 1986.

L’année 1957 est une année charnière dans sa carrière et dans la conquête l’espace : la Russie, on l’a vu, y envoie le Spoutnik 1, premier satellite artificiel d’une famille de dix qui marque le début de la « course à l’espace ». Elle fournit une partie des calculs des « Notes on Space Technology (en) » de 1958. Ces notes font partie d’un cours de technologie spatiale donné à la division des Recherches en vol du NACA. Elle intègre ainsi le « SpaceTask Group » (groupe de travail de l’espace). Quand le NACA sera dissout pour faire place à la NASA, elle suivra naturellement le chemin.

Elle effectuera les analyses de trajectoire pour la capsule spatiale Freedom 7 d’Alan Shepard en mai 1961, premier Américain dans l’espace pour un vol suborbital. En 1960 elle co-écrit avec l’ingénieur Ted Skopinski la note technique « Determination of Azimuth Angle at Burnout for Placing a Satellite Over a Selected Earth Position (en) » qui expose les équations décrivant un vol spatial orbital dans lequel la position d’atterrissage du vaisseau spatial est spécifiée. Elle sera la première femme de la division des Recherches en vol du NACA à être créditée comme auteur.

En 1962, préparation du vol orbital de John Glenn : elle est appelée à y participer. C’est une opération complexe, qui entraîne des calculs complexes eux aussi. Les ordinateurs étaient programmés pour contrôler la trajectoire de la capsule Friendship 7. Cependant, les astronautes étaient réticents à l’idée de confier leur vie à des machines susceptibles de tomber en panne ou de subir des coupures de courant.

Dans le cadre de la liste de contrôle avant le vol, Glenn avait demandé aux ingénieurs de « demander à la fille » (Johnson) d’exécuter les mêmes nombres dans les mêmes équations que celles programmées dans l’ordinateur, mais à la main, sur sa machine à calculer mécanique de bureau. « Si elle dit qu’ils sont bons », se souvient Katherine Johnson, « alors je suis prêt à partir ». Le vol de Glenn fut un succès et marqua un tournant dans la compétition entre les États-Unis et l’Union soviétique dans l’espace.¹

Elle aura aussi calculé la synchronisation du module lunaire d’Apollo 11 avec le module de commande et de service en orbite lunaire, ce qu’elle considérait comme sa plus grande contribution à la conquête de l’espace. Elle a travaillé aussi sur les navettes spatiales (Space Shuttle) et sur le programme d’observation de la Terre à des fins civiles Landsat (en).

En 2015, Barack Obama la décore de la plus haute décoration américaine : la médaille présidentielle de la Liberté.

Mary Jackson (1921 – 2005), l’ingénieure

Mary Jackson naît le 9 avril 1921 à Hampton, Virginie où elle passera toute sa vie. En 1942 elle obtient un BS en mathématiques et sciences physiques au Hampton Institute. Elle commence sa carrière professionnelle comme ses deux collègues en tant qu’enseignante dans un établissement d’enseignement pour enfants noirs. Après d’autres emplois (réceptionniste, comptable, secrétaire militaire), elle est embauchée par le NACA et rejoint la section de calcul de la zone ouest en 1951 dirigée par Dorothy Vaughan.

Deux ans après, elle reçoit une proposition de travail pour l’ingénieur aéronautique Kazimierz Czarnecki (en) (qui a un homonyme polonais et althérophile) sur la soufflerie supersonique. Il lui suggère de suivre une formation pour devenir ingénieure. Ce qu’elle fera avec succès, non sans avoir eu à obtenir une autorisation spéciale de la ville de Hampton pour suivre les cours car ils se déroulaient dans l’école secondaire, blanche, de la ville. Elle deviendra la première ingénieure afro-américaine de la NASA en 1958. Elle écrira aussi, avec Czarnecki, cette même année « Effects of Nose Angle and Mach Number on Transition on Cones at Supersonic Speeds » (en). Dans ses fonctions d’ingénieure aérospatiale, son travail portera sur l’analyse des données des expériences en souffleries et en vol à des vitesses supersoniques.

De 1958 à 1975, elle aura écrit en tout douze documents techniques pour le NACA et la NASA.

Elle change d’orientation en 1976 (avec diminution de salaire), sa carrière étant bloquée pour œuvrer en faveur de l’embauche et de la promotion de la nouvelle génération d’ingénieures, de mathématiciennes et scientifiques de la NASA. Elle prendra sa retraite en 1985. Mary Jackson meurt le 11 février 2005.

Le siège de la NASA à Washington DC est rebaptisé a sa mémoire en 2020 et s’appelle désormais le « Mary W. Jackson NASA Headquarters ».

Remarques incidentes

Les trois femmes ainsi portraiturées ont fait l’objet d’un film sorti en 2016 : «Hidden Figures » (Les Figures de l’ombre). Dans les pages qui leur sont consacrées sur le site de la NASA (en), le nom de l’actrice associée à chaque rôle dans le film est ajouté. Je me suis beaucoup inspirée de ces pages d’ailleurs. Il y a aussi, probablement, dans tout cela une excellente affaire de marketing dont on n’a pas l’équivalent pour la Russie qui a une histoire politique plus compliquée.

Ceci n’était que le premier volet, celui des calculatrices humaines. Le prochain consacrera une partie à l’environnement informatique, tant aux USA qu’en Russie. Il y aura aussi des portraits de femmes (américaines, mais si vous avez des noms et des liens d’informaticiennes russes à suggérer…) dont, évidemment Margaret Hamilton.

Cette dépêche ne saurait se terminer sans remercier vmagnin et Benoît Sibaud d’avoir pensé à mes longues soirées d’automne en m’ouvrant d’autres portes parce qu’en fait ce texte aurait dû n’être qu’en une seule partie et plus court.

Les deux parties précédentes ont présenté les principales évolutions dans le code de Haiku. Mais le code ne fait pas tout.

Cette troisième (et dernière) partie présente les nouveautés dans la documentation, ainsi qu’un court aperçu du rapport financier et aux dons qui permettent à Haiku d’employer un développeur à plein temps de façon durable.

Enfin, elle présente la participation au Google Summer of Code et les travaux réalisés par les cinq étudiants encadrés par Haiku cette année.

Sommaire

• Documentation
  • Documentation d’API
  • Documentation interne
• Un point sur le financement
• Google Summer of Code
  • Calisto Mathias — Re-design de la fenêtre de recherche de fichiers
  • Daniel Martin — Virtualisation matérielle accélérée avec NVMM
  • Diego Roux — Pilote pour les cartes sons virtuelles VirtIO
  • trungnt2910 — Portage de GDB
  • Zardshard — Migration du navigateur web WebPositive vers WebKit2

Documentation

La documentation de Haiku se découpe en 3 parties principales : un manuel de l’utilisateur, une documentation d’API, et une documentation interne pour les développeurs qui travaillent sur les composants du système.

Ces documents sont complétés par de nombreuses pages et articles sur le site Internet, et deux livres pour apprendre à programmer en C++ avec Haiku, ou encore un document de référence pour la conception d’interfaces graphiques et un autre pour le style graphique des icônes.

Documentation d’API

La documentation d’API de BeOS était assez complète et de bonne qualité. L’entreprise Access Co Ltd qui a hérité de la propriété intellectuelle de BeOS a autorisé le projet Haiku à la réutiliser et à la redistribuer. Malheureusement, cette autorisation est faite avec une licence Creative Commons n’autorisant pas les modifications. Cette documentation ne peut donc pas être mise à jour, ni pour corriger les erreurs, ni pour ajouter des informations sur toutes les nouvelles fonctions ajoutées par Haiku ou les différences entre les deux systèmes.

Il est donc nécessaire de réécrire une nouvelle documentation à partir de zéro. Ce travail est assez ingrat lorsqu’il s’agit de re-décrire ce qui est déjà très bien expliqué dans la documentation existante. La nouvelle documentation a donc tendance à se concentrer sur les nouvelles fonctions, et il faut souvent jongler entre les deux documentations, le contenu des fichiers .h, et des exemples de code d’applications existantes pour découvrir toutes les possibilités offertes.

Il ne semble pas utile de lister chaque fonction ou méthode qui a été documentée. On peut mentionner une page d’explications sur la bibliothèque C standard, comprenant des liens vers les spécifications POSIX qui documentent déjà la plupart des choses, et quelques détails sur les différences avec d’autres systèmes.

Une autre nouvelle page documente les primitives de synchronisation qui sont disponibles pour le code s’exécutant dans le noyau.

Documentation interne

La documentation interne était à l’origine simplement une accumulation de fichiers dans divers format dans un dossier « docs » du dépôt Git de Haiku. Depuis 2021, ces fichiers ont été rassemblés et organisés à l’aide de Sphinx, qui permet de mettre à disposition une version navigable en HTML et de donner une meilleure visibilité à ces documents.

D’autres pages sont petit à petit migrées depuis le site web principal de Haiku, qui n’est pas un très bon support pour de la documentation, et bénéficiera un jour d’une refonte pour être plus tourné vers les utilisateurs que vers les développeurs.

Quelques nouvelles pages ajoutées cette année:

• Une documentation sur l’utilisation de divers outils de complétion de code automatique avec le code source de Haiku
• Une page présentant l’organisation du code source et les principaux dossiers et sous-dossiers
• La documentation de l’outil rc utilisé pour compiler les « resources » attachées aux exécutables a été intégrée
• Le système de fichier FAT a reçu également une page de documentation à l’occasion de sa réécriture

Un point sur le financement

L’association Haiku inc qui gère le compte en banque de Haiku publie chaque année un rapport financier.

Le financement provient principalement de dons des utilisateurs et soutiens de Haiku. Le projet reçoit également une compensation financière de Google pour le temps passé à encadrer les participants du Google Summer of Code (voir le paragraphe suivant). La contribution de Google cette année est de 3 300$.

Les plateformes de don les plus utilisées sont Paypal et Github sponsor. Ce dernier est recommandé car, pour les dons reçus via Github, c’est Microsoft qui paie les frais bancaires de la transaction. 100% de l’argent donné arrive donc sur le compte de Haiku. Tous les autres opérateurs ont un coût, soit fixe lors des retraits, soit un pourcentage de chaque don, soit un mélange des deux.

En 2023, l’association a reçu 25 422$ de dons et a dépensé 24 750$. Elle dispose d’une réserve confortable de 100 000$ (accumulés avant 2021, alors qu’il n’y avait pas de développeur salarié) ainsi que d’environ 150 000$ en cryptomonnaies.

Les dons en cryptomonnaies sont pour l’instant bloqués sur un compte Coinbase suite à des problèmes administratifs (le compte n’est pas correctement déclaré comme appartenant à une association, il faudrait donc payer un impôt sur le revenu lors de la conversion en vraie monnaie). Il semble difficile de contacter Coinbase pour régler ce problème.

Du côté des dépenses, le poste le plus important est le paiement de 21 000$ à Waddlesplash, développeur employé par Haiku inc pour faire avancer le projet Haiku. Il travaille à temps partiel et avec un salaire très bas par rapport au marché, comme cela a été fait pour les précédents contrats entre Haiku inc et d’autres développeurs. Les finances de l’association ne permettent pas encore d’assurer un emploi à plein temps avec un salaire correct sur le long terme (c’est faisable sur le court ou moyen terme à condition de puiser dans les réserves de trésorerie).

Le reste des dépenses concerne principalement le paiement de l’infrastructure (serveurs pour le site Internet, l’intégration continue, hébergement cloud pour les dépôts de paquets) pour environ 3 000$.

Il faut enfin compter environ 500$ de frais Paypal, puis quelques dépenses administratives (déclaration de changement d’adresse de l’association, déclaration d’embauche) pour des montants négligeables (moins de 10$ au total).

En 2024, l’objectif fixé en janvier était de récolter 20 000$ de dons supplémentaires. Cet objectif a été atteint dès le mois de juillet, et a donc été révisé pour tenter d’atteindre les 30 000$. Cela permettra de rémunérer Waddlesplash pour un plus grand nombre d’heures cette année, ou bien d’envisager l’embauche d’une deuxième personne si un candidat se présente parmi les personnes contribuant au projet (l’embauche d’une personne extérieure ne se fera pas tant que l’association ne peut pas se permettre de proposer une rémunération raisonnable).

Google Summer of Code

Haiku participe au Google Summer of Code depuis 2007. Il s’agit d’un programme où des étudiants (et d’autres participants pas forcément étudiants, ces dernières années) sont payés par Google pendant deux mois pour découvrir la contribution à des projets de logiciels libres.

Ce programme a été monté par « l’Open source program office » de Google. Leur intérêt est de défendre leur image d’entreprise sympathique (bien mise à mal ces dernières années, c’est devenu un géant de la publicité en ligne et de l’aspiration des données personnelles), et de contribuer à la richesse d’un écosystème de logiciels libres dont ils bénéficient beaucoup. Cela permet aussi d’encourager des personnes à s’essayer au développement logiciel, facilitant indirectement le recrutement chez Google en augmentant le nombre de candidats. Ces justifications peuvent sembler hypothétiques ou très indirectes, mais elles ont convaincu Google d’attribuer un budget de quelques millions de dollars à ce programme.

Une équipe de Google choisit les projets de logiciel libres participants parmi de nombreuses candidatures. Chaque projet participant propose une liste « d’idées » (un peu sous la forme d’un sujet de stage) et a ensuite la responsabilité de choisir parmi les candidats qui ont répondu à cette offre (en respectant les critères de non-discrimination imposées par Google ainsi que les embargos imposés par les USA), et d’assurer l’encadrement des personnes sélectionnées. Google rémunère les participants, et dédommage les projets participants pour le temps investi.

Cette année les développeurs de Haiku encadrent cinq participants :

Calisto Mathias — Re-design de la fenêtre de recherche de fichiers

Le système de fichier BFS utilisé par Haiku permet l’exécution de requêtes (comme une base de données) exploitant les attributs étendus des fichiers, qui peuvent être indexés.

Ce système permet de faire beaucoup de choses, et la fenêtre de recherche du navigateur de fichier essaie d’en tirer parti. Cependant, l’interface résultante est trop complexe, et peu de personnes prennent le temps de concevoir des requêtes améliorant leur façon de travailler, se cantonnant aux quelques exemples fournis.

L’objectif de ce projet est de refondre l’interface de cette fenêtre pour obtenir quelque chose de plus intuitif, et également d’afficher en temps réel les résultats de la requête dès qu’elle est modifiée, pour encourager les utilisateurs à expérimenter avec des requêtes plus complexes.

Daniel Martin — Virtualisation matérielle accélérée avec NVMM

Haiku n’est pas encore parfait, et certaines tâches nécessitent encore l’utilisation d’autres systèmes d’exploitation. Une partie des utilisateurs ont donc une configuration en double boot, ou bien lancent Haiku dans une machine virtuelle.

L’objectif de ce projet est de permettre d’utiliser Haiku comme système principal, et de lancer les autres systèmes dans des machines virtuelles. Cela sera réalisé à l’aide d’un portage de NVMM, qui a été développé à l’origine par NetBSD et Dragonfly BSD. Cette bibliothèque a l’avantage d’être bien documentée et conçue pour faciliter son adaptation vers d’autres systèmes.

NVMM sera complétée par l’utilisation de QEMU qui pourra fournir un « front-end » à cette mécanique.

Diego Roux — Pilote pour les cartes sons virtuelles VirtIO

Pour les personnes utilisant Haiku dans une machine virtuelle, il est intéressant d’utiliser autant que possible la famille de périphériques VirtIO.

Il s’agit de périphériques virtuels conçus sans s’inspirer de matériel existant, et plutôt pour avoir l’interface la plus simple possible entre la machine virtualisée et son hôte.

Haiku dispose déjà d’un jeu de pilote Virtio relativement complet (réseau, stockage de masse, affichage graphique). Le but de ce projet est de compléter cet ensemble avec un pilote pour les cartes son VirtIO.

trungnt2910 — Portage de GDB

Haiku dispose de son propre débugger (appelé Debugger, de façon assez peu originale). Ce dernier présente une interface graphique confortable, mais une interface en ligne de commande beaucoup plus limitée. Il souffre également de quelques problèmes de performances et d’un manque de prise en charge des fichiers exécutables et bibliothèques compilés avec autre chose que GCC. Il est également incapable de faire du debug à distance ou de s’intégrer dans une interface graphique existante (par exemple au sein d’un IDE).

L’objectif de ce projet est de ressusciter la version de GDB ciblant Haiku. Cette version très ancienne était utilisée avant l’apparition du Debugger natif. Le projet est en bonne voie, le code d’interfaçage a été entièrement réécrit pour s’adapter aux versions modernes de GDB, et plusieurs évolutions et corrections ont été intégrées dans le système de debugging de Haiku (par exemple, pour mettre en pause tous les threads nouvellement créés afin que le debugger puisse les intercepter).

Zardshard — Migration du navigateur web WebPositive vers WebKit2

Le navigateur WebPositive utilise le moteur de rendu webKit. Actuellement, il s’interface avec ce moteur via l’API WebKitLegacy. Cette API exécute tout le moteur de rendu web dans un seul processus, et ne fournit pas les garanties d’isolation nécessaires pour les navigateurs web modernes (que ce soit en termes de sécurité, ou en termes de fiabilité).

L’objectif de ce projet est de reprendre les travaux déjà entamés en 2019 pour migrer WebPositive vers la nouvelle API « WebKit2 », et bénéficier d’une séparation entre l’interface graphique, la communication réseau, et le rendu HTML/CSS/JavaScript dans des applications séparées. Ainsi, un crash d’un de ces composants peut être récupéré de façon transparente sans faire disparaître toute l’application (et les données non enregistrées de l’utilisateur avec).

Le projet est également en bonne voie, un navigateur de test permet déjà d’afficher quelques pages ce qui montre que les bases sont en place. Il reste à régler de nombreux problèmes de rendu de texte, ainsi qu’à implémenter la gestion des entrées (clavier et souris) pour avoir un navigateur web utilisable. Il faudra ensuite migrer WebPositive vers ces nouvelles APIs.