Depuis le B612, l'IRT Saint-Exupéry et les industriels planchent sur l'avion plus électrique

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Une des plateformes est dédiée à l'étude des décharges partielles pouvant survenir sur des avions à haut voltage comme les aéronefs électriques.
Une des plateformes est dédiée à l'étude des décharges partielles pouvant survenir sur des avions à haut voltage comme les aéronefs électriques. (Crédits : Florine Galéron)
Les équipes de l'Institut de recherche technologique de Toulouse ont emménagé depuis février au B612, nouveau bâtiment totem dédié à la recherche aéronautique et spatiale. Au coeur des 5000 m2 de plateformes technologiques, scientifiques et industriels façonnent l'avion du futur. Au programme : matériaux thermoplastiques, fabrication additive et avion plus électrique.

Soudain, une étincelle monopolise l'écran de contrôle. "C'est un blast causé par un défaut électrique entre deux câbles. Cela pourrait entraîner un incendie affectant les commandes de vol de l'avion", explique Frédéric Forget, expert en composants électriques chez Airbus. L'ingénieur est mis à disposition par le groupe aérospatial pour tester des problématiques liées à l'avion plus électrique au sein de l'IRT de Toulouse.

Depuis le mois de février, l'Institut de recherche technologique de Toulouse a emménagé au B612, nouveau bâtiment totem dédié à la recherche aéronautique et spatiale dans le quartier Toulouse Aerospace. 300 personnes y travaillent : 100 salariés de l'IRT, 50 thésards et doctorants issus des laboratoires de recherche toulousains (encadré par 100 scientifiques non intégrés à l'effectif) et 150 ingénieurs mis à disposition par les grands donneurs d'ordre, comme Airbus ou Safran et des PME de l'écosystème.

Les risques des avions à très haute tension

L'IRT dispose de 5000 m2 de plateformes dont une partie est dédiée à la recherche sur l'avion plus électrique (autrement dit en partie seulement électrique).

"Des voitures électriques ou hybrides sont déjà sur le marché. La filière aéronautique est en train de suivre le même chemin, décrypte Ariel Sirat, directeur général de l'IRT Saint-Exupéry. À l'issue du salon du Bourget en 2017, Airbus a encouragé la conception d'un avion de démonstration doté de deux moteurs électriques (sur 4). 400 millions d'euros seront investis dans ce projet. Mais il reste des problématiques à résoudre. Notamment parce qu'un avion plus électrique requiert une très haute tension pouvant atteindre 3 000 volts (contre 210 volts pour les aéronefs classiques)".

Une des plateformes de l'IRT étudie par exemple le phénomène des décharges électriques partielles. "Dans un avion, la surtension provoque ce type de décharges. Nous réalisons des essais sur des réseaux avions pour les observer", explique Cédric Abadie, ingénieur au sein de l'IRT.

Vers des fuselages en matériaux composites ?

Le deuxième axe de recherche est centré autour des matériaux. Une plateforme est ainsi dédiée à la fabrication additive métallique. Depuis quelques années, les industriels se sont déjà équipés pour expérimenter ce procédé. À l'image du sous-traitant aéronautique de rang 1 Liebherr Aerospace. Son usine de Campsas a fait l'acquisition en 2015 d'une machine pour tester la fabrication de diverses pièces en aluminium (roues, corps de vannes...). Elle a commencé à fabriquer en série des indicateurs de position de vannes pour l'avionneur ATR. Mais pour l'industriel, une présence au sein de l'IRT permet de tester des machines complémentaires via ce procédé.

Le B612 est aussi équipé d'un robot de soudage et d'une ligne de fabrication semi-industrielle de pièces alliant fibre de carbone et résine thermoplastique. Les matériaux thermoplastiques ont la particularité de ramollir sous l'effet de la chaleur avant de redevenir dur, chose impossible avec les matériaux thermodurcissables.

"Les matériaux thermoplastiques pourraient être utilisés pour réaliser le fuselage de l'avion à partir de composites, ce qui n'est pas faisable avec les thermodurcissable", avance Mathieu Chevalier, chef de projet au sein de l'IRT.

"Pour le moment, rappelle Pierre-Henri Cadaux, responsable des centres technologiques d'Airbus, on arrive sur certains avions à 50% de la structure en matériaux composites. Le procédé reste cher. Il faut savoir que le matériau représente 40% du prix de la pièce. Il y a des enjeux pour être plus compétitif et pouvoir bénéficier de la plateforme de l'IRT est intéressant pour nous dans cette optique."

Enfin, le troisième axe de recherche est consacré à l'intelligence artificielle au service des systèmes embarqués dans l'aéronautique et le spatial. "Il faut savoir qu'aujourd'hui on met à la poubelle 50% des images satellites à cause de présence de nuages sur les clichés. Une personne doit vérifier manuellement s'ils sont exploitables. Nous travaillons sur un système de détection des nuages dans les images", détaille Grégory Flandin, responsable du systèmes intelligents de l'IRT. Pour financer ces recherches sur l'IA, l'établissement a noué un partenariat avec deux instituts québécois pour un investissement de 20 millions d'euros sur cinq ans.

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