Études de cas
Imaginer l’avenir de l’aviation
TE a célébré le 150e anniversaire d’Orville Wright en s’intéressant aux technologies contribuant aux innovations dans le domaine de l'aéronautique.
Auteur
Matt McAlonis, Assistant ingénieur, Aérospatiale
Pionniers de l’aviation, Orville et son frère aîné Wilbur ont été les premiers à construire et à piloter un avion à propulsion mécanique : le célèbre « biplan » à deux ailes. Bien que nous ayons parcouru un long chemin depuis les biplans en tissu, l’esprit de détermination et les exigences techniques élevées des frères Wright continuent de guider les visionnaires de l’aviation d’aujourd’hui à mesure que nous continuons à relever des défis complexes et à faire des progrès dans le domaine aéronautique.
Sortir de la pandémie mondiale
La récente pandémie mondiale a frappé de plein fouet l’aviation de ligne et les industries qui lui sont associées. Selon les données de Cirium, la flotte mondiale d’avions de ligne comptait près de 25 000 avions en janvier 2020 ; quatre mois plus tard, les deux tiers d’entre eux étaient cloués au sol. Parmi les stratégies adoptées pour relever ce défi figuraient :
1. Procéder à des inspections et à des travaux de maintenance supplémentaires pour remettre en service des milliers d'avions immobilisés au sol. Les avions qui n’ont pas volé pendant de longues périodes devaient faire l’objet d’une inspection pour détecter la corrosion, le vieillissement dû aux intempéries, la poussière, les habitants indésirables, tels que les insectes et les oiseaux nicheurs et d’autres facteurs de stress environnementaux qui affectent les avions stationnés.1
2. L'optimisation de l'environnement de la cabine pour protéger la santé des passagers passe par l'utilisation de technologies établies et nouvelles, telles que des processus d’assainissement améliorés dans les zones réservées aux passagers entre les vols ; l’utilisation continue de filtres à particules de qualité hospitalière à haute efficacité (HEPA) pour mélanger environ 50 % d’air filtré avec 50 % d’air extérieur pour un maximum de 30 renouvellements d’air par heure, et l’utilisation de nouveaux modèles de données pour optimiser les sièges passagers et les zones de respiration.2
Avec le retour de plus en plus de voyageurs dans le ciel, nous constatons non seulement une augmentation de l’entretien des flottes, ainsi qu’une volonté exprimée de la part des passagers de disposer d’un environnement de cabine plus propre, mais aussi une industrie qui a soif d’innovation.
Évolution de la connectivité des passagers
En 1903, les frères Wright ont réalisé le premier vol motorisé, soutenu et contrôlé d’un avion. À l’époque, la grande nouveauté était simplement de rester dans les airs.
Aujourd’hui, les passagers s’attendent à avoir accès à l’actualité et plus encore, grâce à une connectivité transparente à Internet, aux réseaux sociaux et aux divertissements de bord (IFE). La connexion des passagers nécessite :
1. Construire des avions dotés de systèmes « backend » qui prennent en charge les connexions câblées et sans fil afin que les passagers puissent utiliser leur propre appareil, quel que soit le système d'exploitation.
2. La prise en charge d’une bande passante plus élevée grâce à l’utilisation de câbles et de fils à haut débit, y compris des câbles fibre optique permettant d’obtenir des vitesses de l’ordre de plusieurs gigahertz pour la diffusion de vidéos en continu.
Les vols soniques à la rencontre du développement durable
Près de 20 ans après le dernier vol du Concorde, la renaissance des avions supersoniques pour le transport des passagers, capables de voyager deux fois plus vite, se heurte aux préoccupations croissantes concernant l’impact du transport aérien sur l’environnement. Les leaders de l'innovation dans le domaine de l'aviation répondent aujourd'hui par des avancées techniques au niveau de la conception et du développement durable, qui visent à atteindre des objectifs de zéro carbone :
1. Formuler des carburants respectueux de l'environnement pour les avions, tels que les biocarburants et le kérosène synthétique, pour réduire les émissions de carbone et créer un « ciel plus vert ».
2. Alléger les avions en utilisant des matériaux innovants et une électronique miniaturisée qui contribuent à réduire le poids, ainsi que les coûts et la consommation de carburant. Pour chaque kilogramme de kérosène économisé, 3,16 kilogrammes d’émissions de CO2 sont éliminés.4
Développer les vols électriques
Tout comme les véhicules électriques révolutionnent l’industrie automobile, les avions électriques peuvent contribuer au développement durable et faciliter les voyages en avion. Voler au-dessus des villes et des banlieues permet d’éviter les embouteillages et l’utilisation de rotors électriques réduit considérablement le bruit et les émissions de CO2.
Cependant la conception de « taxis aériens » pratiques pour l’aviation urbaine et la mobilité aérienne avancée (UAM/AAM) ou de véhicules électriques à décollage et atterrissage verticaux (eVTOL) pose un ensemble de défis nouveaux et complexes, notamment :
1. Naviguer à une altitude aussi basse que 500 pieds (150 mètres) sur des trajets de 80 km à travers un paysage urbain impose de nouvelles exigences en matière de contrôle du trafic aérien. Les capteurs, le traitement des données et la connectivité sont également soumis à de nouvelles exigences. L'utilisation de technologies issues de l'industrie de la défense et de l'aviation, telles que les fonds de panier à commutation à grande vitesse et les interconnexions optiques, peut fournir l'immense bande passante nécessaire à la navigation autonome des UAM.
2. Le rechargement des batteries des eVTOL et UAM/AAM doit se faire en quelques minutes au lieu de quelques heures pour que le vol électrique commercial soit financièrement viable. Des câbles, des contacteurs et des commutateurs spéciaux peuvent gérer les tensions, ampérages et températures élevés rencontrés lors d’un rechargement rapide. La réduction du poids des batteries, la densité énergétique et le rechargement rapide sont des domaines propices à l’innovation. La conception et la composition des batteries sont en cours de développement pour fournir une puissance maximale pour les décollages et les atterrissages sans ajouter un poids excessif au fuselage un compromis entre poids et puissance bien connu des frères Wright.
Selon le numéro de février/mars 2021 du magazine numérique Avionics consacré aux eVTOL, les entreprises de mobilité aérienne ont levé 1,3 milliard de dollars d’investissements privés supplémentaires en 2020, soit une augmentation de 80 % par rapport à 2019.5
Vers l’infini et au-delà
Récemment, nous avons assisté à l’émergence d’une toute nouvelle ère dans le domaine de l’aviation avec l’apparition des vols spatiaux commerciaux. Il sera passionnant d’observer comment ce nouveau domaine évoluera et comment nous pourrons continuer à innover au fur et à mesure que l’industrie prendra de l’ampleur.
Malgré les défis récents, l’innovation dans l’aviation se poursuit avec des projets audacieux qui feraient la fierté des frères Wright, comme la mise en œuvre de technologies plus efficaces et durables.
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