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L'avion s'automatise pour plus de sécurité

PROPOS RECUEILLIS PAR ANTONY ANGRAND redaction@industrie-technologies.com
Les avions de transport des années à venir ne feront pas l'objet d'une révolution radicale, mais bien d'une évolution. Le véritable changement concernera vraisemblablement la modification du transport aérien dans sa globalité, qui devrait tendre vers une automatisation des systèmes de navigation pour maintenir un niveau élevé de sécurité.

IT: Quels seront les grands axes qui dicteront la conception des avions de ligne au cours des décennies à venir ?

Thierry Michal : Il y a un certain nombre d'éléments clairs et permanents qui guideront les avionneurs, parmi lesquels figure la diminution des nuisances, dans le domaine de l'acoustique ou des émissions polluantes. La sécurité des vols occupe également une bonne place, eu égard aux prévisions d'accroissement du trafic. Sous forme d'objectifs techniques, on assistera à une réduction des masses et de la traînée. Ces deux éléments ont un impact direct sur la consommation de carburant, avec l'amélioration du système propulsif pour réduire les émissions.

IT: L'amélioration de la sécurité des vols demeurera toujours une priorité. Quelles seront les évolutions dans ce domaine ?

En la matière, quatre sujets d'importance. Il y a une attente forte des industriels sur tout ce qui concerne la problématique du givrage des aéronefs. Il y a également les limites du domaine de vol et en particulier les phénomènes vibratoires et leur prévision, et le foudroiement en raison de l'arrivée d'un certain nombre de matériaux composites. Figurent enfin les logiciels embarqués, si l'on vise une automatisation du transport aérien pour développer un niveau de sûreté et de validation par des méthodes formelles plus efficaces que les validations par essais.

IT: L'automatisation du transport aérienva donc s'accroître ?

Nous avons mené des études à très long terme avec une automatisation totale du transport aérien via plusieurs projets. L'évolution du transport aérien sous forme d'automatisation est requise pour garantir une augmentation du trafic tout en conservant des niveaux de sécurité acceptables. Nous pensons que l'automatisation va changer le rôle des pilotes et des contrôleurs aériens en leur donnant des fonctions plus stratégiques de supervision. Nous n'avons pas d'idées vraiment arrêtées sur l'évolution du trafic aérien, mais nous essayons d'identifier les domaines scientifiques et techniques sur lesquels, quel que soit le scénario, il faudra se pencher afin d'apporter des éléments de solution aux industriels. Cela nous pousse à regarder très loin dans l'avenir pour définir les thématiques sur lesquelles nous allons travailler. Parmi ces dernières figure l'utilisation des carburants alternatifs. Nous avons mis en évidence un certain nombre de filières qui nous paraissent intéressantes.

IT: Quels sont les carburants alternatifs qui pourraient être utilisés ?

Les biocarburants développés jusqu'à présent pour l'automobile, tels que l'éthanol ou les esters, ne répondent pas aux exigences de l'aviation, mais d'autres voies ont d'ores et déjà été identifiées pour l'aviation qui sont totalement compatibles avec les systèmes actuels. Ce sont les huiles hydrotraitées et les carburants de synthèse Fischer-Tropsch. Ces derniers lorsqu'ils sont fabriqués à partir de biomasse (on parle alors de BTL) ont un bilan d'émissions de gaz à effet de serre particulièrement attractif et donnent accès à un large éventail de biomasses.

IT: Peut-on considérer d'autres sources énergétiques ?

Tout ce qui relève des filières hydrogène et des piles à combustible est beaucoup plus lointain, cela rejoint la possibilité d'avoir une propulsion électrique répartie, qui conduirait à des conceptions fondamentalement différentes. Cela entraînerait une modification sensible du tissu industriel aéronautique, et remettrait totalement en cause le mode actuel de conception des avions, où motoristes et avionneurs sont à la fois relativement complémentaires et séparés. L'avion électrique nécessite une conception beaucoup plus intégrée de la partie cellule et moteur, à l'inverse de ce qui se fait aujourd'hui sur les avions de ligne.

IT: L'avion de ligne conservera donc sa configuration ?

Nous sommes actuellement dans des logiques d'optimisation de la configuration existante, mais il devient difficile de gagner quelques points en matière de traînée et de consommation. Il faut jouer sur une procédure d'optimisation globale, laquelle ne passe pas seulement par l'aéronef, mais aussi par le système de transport aérien. Pour faire simple, cela ne sert à rien de faire des avions économiques s'ils doivent rester en circuit d'attente une heure au-dessus de l'aéroport, ou consommer des tonnes de kérosène au roulage pour rejoindre la piste. Il est donc de plus en plus nécessaire d'adopter une approche globale, qui ne doit pas seulement se focaliser sur l'avion. Aujourd'hui, on ne peut plus concevoir un avion sans s'intéresser à son intégration au sein du trafic aérien, tout comme on ne peut pas modifier le trafic sans avoir une bonne connaissance de ce dont ils sont capables.

IT: Est-ce pour cette raison que vous mettez l'accent sur l'automatisation du transport aérien ?

Tout à fait, parce que c'est un domaine dans lequel il existe vraiment une interaction entre la conception du système de transport et des aéronefs. C'est une difficulté que nous avons mise en évidence dans une de nos études. Cependant, penser ou concevoir un système automatique nécessite de prouver que son adoption pourrait être faisable et qu'il apportera des solutions à des problèmes existants et que cette transition est possible. Si tel est le cas, elle prendrait de toute façon plusieurs années. Le système actuel est essentiellement humain et basé sur des échanges vocaux, nous passerions à des échanges d'informations numériques. Il faudra donc prévoir ce changement. Cependant, l'homme restera encore longtemps, voire toujours, dans la boucle mais avec des fonctions différentes.

IT: Concernant l'évolution des appareils, imagine-t-on déjà à quoi ressemblera un avion d'ici vingt à trente ans ?

Je suis assez circonspect dans ce domaine. On est capable de mettre en évidence certaines formules d'intérêt, en particulier l'aile volante pour le fret par exemple, mais à partir du moment où les conditions d'emploi et les scénarios sont éminemment variables, je pense que l'on va arriver à une certaine adaptation, une optimisation des avions de ligne. Pour encore un certain nombre d'années, je crois que les formules actuelles perdureront.

IT: Quelles sont les raisons qui expliquent cette évolution, plutôt qu'une révolution ?

Principalement des raisons de logique et d'organisation industrielles. La modification très sensible qui conduirait à des formes différentes d'appareils pourrait se faire sur des marchés de niche pour des fonctions très particulières. Le problème de l'intégration de l'avion dans son environnement est toujours le même. On l'a vu sur l'A380, avec la nécessité d'adapter les aéroports. En conséquence de quoi, les progrès scientifiques et les évolutions à réaliser ne peuvent pas être les seules lignes directrices, puisqu'il faudra tenir compte de l'existant pendant encore longtemps. En fonction des scénarios, des domaines d'emploi, il y aura certainement des formes de véhicules relativement variées, ce qui permettra peut-être in fine de démontrer l'intérêt de telle ou telle formule qui pourrait s'imposer. Mais je ne crois pas à une révolution fondamentale.

SES 4 DATES CLÉS

1984 X-Supaéro, il rejoint l'Onera en tant qu'ingénieur de recherche à la direction des études de synthèse, dont il prend la responsabilité trois ans plus tard. 1991 Il est nommé chef de la subdivision « Espace ». 2000 Il accède à la direction du département prospective et synthèse. 2010 Il devient directeur technique général de l'Onera.

Demain, des vols sans pilotes ?

Selon l'Organisation internationale de l'aviation civile (OACI), le trafic aérien va augmenter de 4,6 % par an en passagers et kilomètres, et ce, jusqu'en 2025, avec des risques croissants d'accidents. Pour gagner en sécurité, l'Onera table sur une automatisation élargie des systèmes, aussi bien à bord des appareils qu'au sol, ou dans les tours de contrôle. Un certain nombre d'accidents est lié au facteur humain dans le transport aérien. Depuis plusieurs années, les avions sont de plus en plus automatisés, notamment au niveau des commandes de vol. Des aides au pilotage, l'Onera réfléchit à une possibilité d'automatisation complète pour en observer les gains obtenus. Il va jusqu'à imaginer des avions sans pilotes pour le transport.

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