R&D, la valeur cachée de Bombardier

Les investissements en R&D ont toujours constitué une part importante des activités de Bombardier. Et ce, même lorsque sa situation financière était difficile. Le désendettement progressif de l’avionneur signifie que dans quelques années, il sera en mesure de lancer de nouveaux programmes d’avions. Les recherches actuelles ont donc pour but d’identifier et développer les nouvelles technologies qui seront intégrées dans le prochain programme d’avions. 

Bombardier travaille actuellement sur deux nouvelles technologies : la plus médiatisée est celle du fuselage intégré à l’aile (blended wing) dont le prototype en développement chez le fabricant se nomme Ecojet. L’autre est celle de l’intelligence artificielle dont l’application à la modélisation numérique nous donne ce qu’on appelle des jumeaux numériques. Dans le texte d’aujourd’hui, j’aborde les applications pratiques de l’intelligence artificielle que Bombardier pourrait utiliser.

Prévoir les comportements d’une structure aéronautique

Pour débuter, il faut mentionner que le terme jumeau numérique existe depuis longtemps. Surtout, il n’est pas à l’usage exclusif de Bombardier ou de l’industrie aéronautique. Un jumeau numérique est une copie virtuelle et conforme d’un objet permettant entre autres d’étudier son cycle de vie. Une de ses applications utiles en aéronautique est de prévoir le comportement d’une structure dans le temps. Il devient alors possible de savoir à quel moment l’usure finira par faire rompre une pièce.

Cela fait déjà plus d’une décennie que Bombardier travaille à développer un programme permettant de prévoir le comportement d’une structure ou de certaines composantes. En effet, c’est lors du développement du C Series que les premiers travaux ont débuté. À cette époque, l’objectif de l’équipe de recherche était de mettre au point une méthode de certification sans avoir recours aux essais en vol. Mais les structures d’un avion complet étant complexes, les ingénieurs ont alors choisi de se concentrer sur une petite section du fuselage arrière que l’on appelle « l’aft fuse ». (C’est la dernière section de fuselage et elle est non pressurisée). 

Ils ont donc développé une méthode permettant de prédire le comportement de cette structure après une modification. Ils ont donc mis au point un logiciel permettant de modéliser les modifications. Les résultats obtenus étaient ensuite testés au sol afin de valider les calculs. Les résultats de cette recherche ont été très concluants. Par la suite, Transports Canada a reconnu que cette méthode permettait de certifier les modifications apportées à l’AFT fuse sans avoir à effectuer des essais en vol. 

La prévisibilité

En aéronautique, la certification d’un avion et de ses composantes repose essentiellement sur la prévisibilité. Les essais en vol servent à valider le comportement d’un avion et de ses systèmes dans certaines situations bien précises. Le cumul des heures de vol permet également de valider la fiabilité des composantes. Mais avec l’arrivée des jumeaux numériques, le comportement d’un avion et de ces systèmes devient de plus en plus prévisible. Au cours des prochaines décennies, nous allons assister à un changement progressif des méthodes de certification. Le nombre d’heures de vol pour la certification va diminuer graduellement pour être remplacé par la simulation numérique. 

Le fait de prévoir avec plus de précision le comportement d’un avion durant sa durée de vie aura un impact direct sur la cédule d’entretien : en ce moment, les intervalles d’entretien sont les mêmes pour tous les exemplaires d’un même type d’avion. Mais cela pourrait être appelé à changer dans le futur, car tous les avions ne sont pas exposés aux mêmes contraintes et incidents durant leur durée de vie utile. Certains appareils sont plus souvent endommagés que la moyenne. Après une légère collision avec un véhicule de service au sol, une inspection est effectuée puis l’avion est remis en service après la réparation des dommages s’il y en a. Le jumeau numérique va permettre de prévoir quels seront les effets à long terme des dommages sur la structure. Dans les jours suivant l’incident, une recommandation d’entretien ou de remplacement anticipé pourrait être émise pour l’avion en question. 

De plus, les jumeaux numériques vont permettre d’allonger les intervalles d’entretien pour les appareils ayant subi moins de contraintes. L’entretien des avions sera donc taillé sur mesure selon l’utilisation précise de chacun des exemplaires. 

Des avions à un seul pilote

Lorsqu’un problème survient en vol, les pilotes se divisent habituellement les tâches de la manière suivante : un pilote aux commandes dont le rôle est de maintenir l’avion en vol. Pendant ce temps, l’autre s’occupe de gérer la panne et de faire les diagnostics et au besoin il se chargera des communications. 

Les ordinateurs qui seront à bord des avions de la prochaine génération auront une très grande capacité de calcul. Ils seront alors capables de maintenir un avion en vol lors d’une panne moteur ou de toute autre panne. Pendant ce temps, le pilote pourra s’occuper de faire les diagnostics et de prendre les décisions. Pendant ce temps l’ordinateur de bord pourra recommander plusieurs options de déroutement vers un aéroport de dégagement. Le choix serait présenté au pilote allant du meilleur au moins bon. L’ordinateur serait en mesure d’utiliser des critères comme la météo, ou encore les habilités du pilote sur courte piste ou non. Ainsi, l’expérience et les points forts d’un pilote seraient un facteur dans l’analyse faite par le logiciel.

L’importance du positionnement géographique

L’un des éléments importants qui pourraient contribuer au succès de Bombardier dans l’utilisation de l’intelligence artificielle est son positionnement géographique : Montréal est une ville universitaire et elle est un haut lieu de recherche en intelligence artificielle. La compagnie québécoise a donc accès à un important bassin de talents pour sa recherche et développement. La présence de l’IVADO permet d’établir un partenariat très profitable dans ce domaine d’avenir. La proximité et l’accès facile aux ressources deviennent donc des avantages importants pour l’avionneur. 

Dans un prochain texte, je vais parler de de l’Ecojet. 

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