Le numérique est omniprésent lors de la conception

Design

Qui ne s’est pas régalé les yeux avec un 3-vues de Concorde fait à la planche à dessin ? Aujourd’hui même, l’un de mes principaux outils de travail est un poster représentant un éclaté d’A320 permettant de distinguer les principaux composants ainsi que leurs lieux de fabrication ou de sous-traitance. Et la quasi-totalité de nos machines sont à commande numérique. Il y a donc bien, quelque part, assez en amont de cette chaîne de valeur, un passage au numérique. L’un de nos enjeux principaux de transformation est de devenir « digital native », y compris sur un avion comme l’A320 développé il y a plus de 40 ans. Dans notre jargon Airbusien, nous parlons de DDMS – digital design, manufacturing & services – qui montre bien cette continuité entre la conception, la fabrication et l’exploitation en service de nos avions ainsi que l’impérieuse nécessité d’avoir la continuité numérique associée.

Le dernier né de la famille, l’A321XLR, actuellement dans la phase d’essais en vol, en est l’illustration parfaite. Il a permis de numériser l’ensemble de la famille A320, d’optimiser la conception et d’en simplifier l’industrialisation.

Manufacturing

Le remplacement des anciens avions par ceux ayant une empreinte carbone beaucoup plus faible porte actuellement le marché aéronautique. Elle se traduit également dans nos procédés industriels, où nous cherchons la durabilité maximale. L’un des moyens évident est l’optimisation de l’usage des matières premières pour la production des pièces élémentaires. La fabrication additive y répond parfaitement. Cela a également souvent un effet induit d’optimisation de la masse et donc un gain de performance énergétique pour l’avion.
Pour illustrer avec la partie émergée de l’iceberg, lorsque Airbus annonce la création de nouvelles FALs (Final Assembly Lines, l’endroit où le grand jeu de Légo se réalise avec notamment l’assemblage du fuselage complet et l’installation de la cabine), il ne s’agit pas de recopier nos usines anciennes mais bien de créer de nouvelles usines optimisées avec ces nouvelles technologies.

Par exemple, pour améliorer les conditions de travail, et éviter moults déplacements et risques d’erreurs, les pièces et outils sont apportés automatiquement par des AGV (automated guided vehicles). Cela permet également de vérifier à chaque fin de période de travail qu’aucun d’entre eux n’est oublié au sein de l’aéronef, et donc d’augmenter la sécurité.

Jumeaux numériques

Les dernières FALS (Alabama, Chine, et deux modernisées à Toulouse) appliquent pleinement cette démarche. Elle est également nécessaire avec une production annuelle d’environ 550 avions de la famille A320, dont seulement une dizaine seront identiques à un avion déjà produit ! Cette diversité de production, véritable enjeu industriel, est liée à la fois à la volonté d’offrir à nos clients un avion parfaitement adapté à leurs besoins, donc personnalisé, et à une évolution permanente de l’aéronef, par exemple pour optimiser son empreinte environnementale. Le concept de maquette numérique, et son extension de jumeau numérique mis en valeur par les programmes militaires, prend alors tout son sens dans l’industrie aéronautique civile. Elle facilite également le soutien aux compagnies aériennes lors de la vie de l’avion, facilitant la réactivité et l’adéquation des propositions de support indispensables à une exploitation optimisée. Et ce jumeau numérique est d’une utilité critique pour réaliser une adaptation majeure sur un aéronef déterminé, comme par exemple transformer l’iconique A380 MSN001 en démonstrateur d’essais en vol de moteur à pile combustible à hydrogène.

Design numérique et application industrielle - département DDMS

On board

La vidéo à la demande du passager est directement liée à ce passage au numérique. Et elle cache des transformations profondes comme celle du système de câblage. Au vu de sa complexité, son élaboration ne saurait plus être réalisée sans un support numérique consistant.

La composante cybersécurité est également un objet critique, objet d’attentions particulières « beyond the requirements » tant les enjeux sont importants dans le secteur aéronautique.

Services

La maintenance prédictive a révolutionné l’écosystème aérien. Skywise, grand « data lake » dans lequel beaucoup de compagnies aériennes partagent leurs données d’exploitation, permet d’anticiper des pannes et d’améliorer la conception. Les datas d’un A330 militaire par exemple MRTT ne peuvent pas être traitées de la même façon sur un joint du système de carburant dans l’aile droite et dans l’aile gauche.

Le design n’est pas parfaitement symétrique pour limiter le nombre de pièces miroirs l’une de l’autre et donc différentes entre les deux demi-voilures. Résultat un joint était plus exposé aux variations de température que son alter-ego, d’où une panne systémique. Le digital a permis de trouver une solution pérenne.

Il ne faut pas être trop simplificateur pour autant, les questions technologiques d’anonymisation des données, d’accès contrôlé à celles-ci, de respect des différentes régulations du secteur numérique,…, voire de souveraineté sont des questions critiques dont les réponses ne tiennent pas en quelques lignes et nécessitent encore parfois des adaptations, tant dans l’implémentation que dans la régulation.

La dualité aéronautique civile et militaire a d’ailleurs une limite sur cet accès à la donnée. Un A330 «civil» a toujours son transpondeur allumé. Certaines missions d’un A330 «militaire» (MRTT par exemple) vont exiger une discrétion renforcée et générer des paramètres confidentiels – ce terme générique renvoyant à beaucoup de subtilités. Il est donc «évident» qu’ils ne peuvent, en termes de data, pas être traités de la même façon. Une flotte beaucoup plus réduite, des exigences supérieures,…, la balance coûts / bénéfices est alors transformée.

Sécurité & Réglementation

L’aéronautique civile est par essence un domaine très réglementé. La sacro-sainte certification de type est à la fois la naissance et l’aboutissement d’un aéronef. Nous sommes là dans le domaine de la Safety, – sécurité en bon français – qui est de plus en plus lié à celui de la Security – sûreté –. Ces deux notions sont de plus en plus imbriquées et vont sans doute devenir indissociables. Reprenons l’exemple de nos équipements embarqués. Imaginons que les ports USB des passagers donnent accès aux commandes de bord de l’avion. Un défaut de cybersécurité – sûreté pour ceux qui ont bien suivi – pourrait donc être un défaut critique de safety. Au sein de l’écosystème aéronautique, ce point-là est sujet de coopération et non de compétition.

La place du numérique dans l’aéronautique civile est, à l’image de celle dans la société, croissante et présente les mêmes risques et opportunités, en les accentuant. L’aéronautique militaire tire elle aussi avantage de ces transformations, même si des contraintes complémentaires et la spécificité de l’usage peuvent actuellement limiter une partie de ces améliorations. Cela rend ces transformations encore plus indispensables et attractives pour un ingénieur !

Jean-Marie Desmartis, ICA, Head of A320 Family Ramp up, Airbus

Un début de carrière aux essais en vol, un virage vers la cyber avec une succession de postes tantôt opérationnels, tantôt en gestion de programme, puis un poste de conseiller au SGDSN avant d’atterrir chez Airbus, à la sûreté puis sur la remontée en cadence post-COVID de la famille A320.