Les missions de l’Onera : sous le signe de l’innovation

Exploiter au mieux les technologies existantes, préparer et anticiper les ruptures technologiques en s’appuyant sur le progrès scientifique pour garantir l’excellence de nos industries de défense, aéronautiques et spatiales, c’est en substance la mission confiée par l’État à l’Onera. S’y ajoute celle d’expertise pour la puissance publique. Avec le soutien d’une subvention de la DGA couvrant la moitié de son budget, l’activité de l’Onera prend un grand nombre de formes, sous des financements divers. Nous en donnons quelques illustrations pour chacun des types d’activité. Ces activités s’inscrivent dans un continuum qui va de la compréhension fine de la physique à la preuve de concept, en passant par la modélisation, la simulation numérique, l’expérimentation généralisée, jusqu’à des tailles considérables comme dans les grandes souffleries de Modane-Avrieux et du Fauga-Mauzac. Grâce à son insertion dans les cycles d’innovation industriels, l’Établissement peut s’enorgueillir d’apporter une bonne dose d’Onera-Inside dans la quasi-totalité des programmes civils et militaires, voire spatiaux.

On attend en effet beaucoup de l’Onera en terme d’innovation, comme dans le récent projet retenu par l’ANR dans le domaine de la détection, identification, neutralisation pour la lutte contre les drones aériens non coopératifs civils (Angelas).

L’Onera fédére depuis début 2016 la filière aéronautique AirCar qui compte dix instituts Carnot. L’objectif du consortium est de comprendre les besoins des PME et ETI pour démultiplier leur capacité d’innovation. Il maille géographiquement les bassins d’emploi de la filière et devrait générer une activité de 10 millions d’euros par an.

Une innovation qui naît de toutes les formes d’activité de l’Onera

L’Onera structure ses actions sur ressources propres en projets de recherche multidisciplinaires (PR, PRF). Des innovations significatives en métrologie 3D des écoulements ont été ainsi mises au point (Particule Image Velocimetry, Background Oriented Schlieren, peinture sensible à la pression). Un concept d’essaim de drones coordonné pour la surveillance aérienne basse altitude à base de radar passif est en cours de développement. Une méthode innovante d’extraction des forces de traînée à partir de calculs aérodynamiques fait l’objet du logiciel Far Field Drag utilisé industriellement pour la conception. Un concept de winglet actif pour le contrôle aéroélastique d’aile d’avion est à l’étude, le défi de la conception de céramiques à haute résistance, et transparentes a été relevé. L’Onera est également le seul établissement en Europe capable de mettre au point des vecteurs hypervéloces grâce à ses compétences en matière de statoréacteur et superstatoréacteurs (missiles supersoniques, combustion sub et supersonique). Uniques également le système Graves, qui permet de surveiller les satellites survolant la métropole, ou les radars transhorizon à onde de ciel ou de surface permettant la détection de trafic aérien ou maritime à très grande distance.

L’Onera bénéficie également d’études amont (EA) de la DGA. Il est le concepteur et réalisateur du moyen aéroporté de mesures hyperspectrales Sysiphe. Ce moyen quantifie l’apport de l’imagerie spectrale aux besoins militaires et étalonnera les spécifications des systèmes futurs. Un concept d’arrière-corps réalisant un compromis optimal entre aérodynamique et furtivité pour le Neuron est également né des études amont.

Les thèses de doctorat sont également un puissant facteur d’innovation, scientifique d’abord, mais aussi technologique. C’est par exemple dans une thèse sur l’hyperfocalisation de la lumière à l’aide de nanostructures du laboratoire commun Minao avec le CNRS, qu’a émergé l’idée d’un résonateur de Helmholtz optique. Après avoir abordé les aspects fondamentaux  de ces nanostructures qui permettent l’excitation d’ondes plasmoniques, et par résonnance, la concentration de la lumière, des nano-résonateurs sub-longueur d’ondes ont été développés dans les salles blanches de MINAO.

Résonateurs de Helmholtz optiques isolant une longueur d’onde unique et concentrant le champ

La coopération internationale peut s’illustrer par le laboratoire Sondra sur les observations radar, combinant la physique et le traitement. Alliance de l’Onera, du DSO Defense Laboratories et de l’Université de Singapour, et enfin de Centrale-Supélec, le dispositif mêle les cultures d’innovation. Une innovation clé ? Un système de reconnaissance des avions basé sur l’utilisation des ondes radio-ambiantes : cette technologie, utilisant l’empreinte radar de chaque appareil, vérifie que l’avion qui se présente à la tour de contrôle est bien celui qu’il prétend être. Pour aller au-delà du proof of concept, Sondra aura recours à une entreprise pour élaborer un produit, voire un service au profit d’un aéroport. Cette technologie va aussi être adaptée pour l’identification, la caractérisation et l’évaluation de la dangerosité de drones.

Le Partenariat de Recherche et Innovation (PRI) est un nouveau mode de coopération proposé aux grands groupes, ETI ou PME. Il permet, sur 3 à 5 ans, de valoriser les travaux réalisés par l’Onera et d’en accélérer le transfert. Une illustration : le PRI avec Sofradir, fabricant des détecteurs infrarouge pour des applications militaires, spatiales et industrielles, qui fait suite à des études amont avec le CEA et Sofradir, luimême issu d’un PR. L’objectif est de concevoir les générations futures de détecteurs et d’apporter aux systèmes optroniques des produits à la performance accrue en termes de détection et de fonctionnalités. Les détecteurs infrarouges sont au cœur de multiples applications : caméras thermiques, autodirecteurs de missiles, systèmes de surveillance, conduites de tir, ou encore satellites d’observation. Les futurs produits seront beaucoup plus compacts et dotés de nouvelles capacités de détection (imagerie haute résolution, hyperspectrale, 3D).

L’activité Innovation Industrielle est complétée par le service de Transfert de Technologie en charge du développement de l’activité, de la valorisation et du transfert, principalement vers les PME et ETI, ou en dehors des secteurs ASD. Le dispositif Rapid de la DGA est mis à profit pour transférer l’innovation vers les PME comme avec cet analyseur de front d’onde interférométrique développé par la société Phasics sur brevet Onera. L’Onera, qui est également partie prenante de SATT, porte trois des huit projets 2015 dont celui de Paris-Saclay.

2015 Airbus Helicopters dévoile son nouveau modèle révolutionnaire quasi-silencieux H160, issu du concept Erato développé à l’ONERA 1991 Le concept et son évaluation L’ONERA utilise ses outils de calcul pour mettre au point une pale plus silencieuse 1998 Du concept à l’idée Définition avec le DLR d’ERATO, nouvelle forme de pale à double flèche qui réduit l’interaction des tourbillons. Des essais en soufflerie confirment les performances 2001-2008 L’idée est appliquée En 2005, brevet commun ONERA- Airbus hélicoptères. La pale BlueEdge est essayée en vol 2015 Transfert de technologie à l’industrie Airbus-Helicopters dévoile le H160, équipé de pales BlueEdge, 50 % moins bruyant que le Dauphin

2015 Airbus Helicopters dévoile son nouveau modèle révolutionnaire quasi-silencieux H160, issu du concept Erato développé à l’ONERA

Intégrer les cycles d’innovation des industriels

De par sa mission, l’Onera est au cœur des processus d’innovation des industriels du domaine ASD. Qu’il s’agisse de développement de matériaux avancés (alliages issus de la métallurgie des poudres pour les composants de moteurs pour Safran, composites à matrice céramique pour coiffe de missile pour MBDA), de développement de sondes de mesures de pression non givrantes (avec la société Amostat), de radars à ondes de surface pour Thalès, l’Onera va au-delà du transfert de l’idée initiale, accompagne et soutient l’ensemble du cycle de développement, jusqu’à la certification. Cela peut nécessiter de nouvelles innovations, la modélisation et l’expérimentation analytique, ou plus, intégrée en soufflerie, voire la participation à des campagnes de validation.

Au sein de ses logiciels de simulation et d’optimisation, de ses capacités de mesures, d’expérimentations et de développement technologique l’Onera innove aussi en permanence … pour ouvrir la voie aux innovations futures.

Stéphane Andrieux Stéphane Andrieux, Ingénieur Civil des Ponts et Chaussées, Directeur scientifique général de l’ONERA Depuis 1985, Stéphane Andrieux a exercé des activités de recherche en mécanique. Directeur Scientifique d’EDF R&D, il a été secrétaire du Conseil Scientifique d’EDF et membre du Comité National de la Recherche Scientifique. Il est professeur à l’École des Ponts-ParisTech et Directeur Scientifique Général de l’ONERA depuis avril 2015.