Amélioration du système de surveillance embarqué de l’état structurel des avions de passagers
Des inspections régulières des structures d’un avion sont effectuées lors des tests au sol et lorsque l’avion est en service. Ces inspections sont effectuées manuellement et exigent que le test soit interrompu fréquemment et que l’avion soit immobilisé au sol, ce qui engendre des coûts importants.
Une technologie innovante permet désormais d’inspecter les avions en temps réel
Dans le cadre de Clean Sky 2, un partenariat public-privé entre la Commission européenne et l’industrie aéronautique européenne, une équipe de chercheurs du projet DIMES, financé par l’UE, a travaillé au développement d’un système de mesure intégré pour les avions de transport de passagers. Le système surveille l’état d’une structure – une cellule d’avion pendant le vol – et détecte les dommages ou les défauts tels que les fissures ou le délaminage qui surviennent dans la structure.
Eann Patterson, coordinateur du projet DIMES, explique: «Ce système peut surveiller l’état de régions spécifiques d’une structure en temps réel et en continu pendant les tests au sol et potentiellement pendant le vol.» Il peut identifier des indices de dégâts à un stade beaucoup plus précoce de leur développement que lors d’une inspection manuelle.
Une technologie avancée qui s’avère bénéfique
Le système DIMES a fait l’objet d’une démonstration concluante lors de tests au sol à échelle réelle sur une partie d’un fuselage chez Airbus à Toulouse, en France, et sur une aile chez Airbus à Filton, au Royaume-Uni. «Nous avons intégré des capteurs ponctuels traditionnels de déformation, sous la forme de jauges de résistance électrique, à des capteurs optiques plus avancés, notamment des fibres à réseau de Bragg, l’imagerie infrarouge et la corrélation d’images numériques», explique Eann Patterson.
Tous ces capteurs sont contrôlés localement à l’aide d’ordinateurs de la taille d’une carte de crédit, accessibles à distance afin d’examiner les données. Le coût, la puissance requise, le volume et le poids du système intégré sont suffisamment faibles pour que son déploiement à bord d’un avion soit viable.
Le système d’installation à distance intervient pendant la pandémie
L’équipe a produit une ébauche de conception du système en moins de quatre mois. Un an plus tard, alors que la pandémie suspendait les activités de leurs laboratoires, ils ont installé un premier prototype fonctionnel dans une section d’aile d’avion sur un banc d’essai à l’Empa, le Laboratoire fédéral suisse des matériaux, des sciences et des technologies, à Zurich, en Suisse.
Ce fut une énorme réussite. «Si la pandémie a retardé le projet, notamment les démonstrations sur les sites d’Airbus, elle a stimulé le développement d’un système d’installation à distance qui a permis aux membres de notre équipe en Suisse et au Royaume-Uni de guider en temps réel l’installation de notre système de mesure intégré dans un cockpit chez Airbus à Toulouse», ajoute Eann Patterson.
Le succès de ce projet repose en partie sur la relation à long terme qui existe entre les partenaires et Airbus et en partie sur des projets antérieurs, notamment le projet INSTRUCTIVE, relevant de Clean Sky 2, qui a permis de réaliser des avancées considérables dans la technologie de mesure infrarouge. Une bourse de doctorat a également été financée par le Conseil de recherche en ingénierie et sciences physiques au Royaume-Uni et par Airbus, qui a permis de développer de nouveaux algorithmes pour le traitement des images afin d’identifier les indices de dommages.
À long terme, il est probable que nous assistions à un changement de méthodologie afin de passer à des inspections des structures d’avions basées sur les conditions, ce qui permettra aux essais au sol de fonctionner 24 heures sur 24 et 7 jours sur 7 et fera gagner environ 3 mois sur 12 mois d’essais. «Cela contribuera à réduire les délais de développement des nouveaux avions», conclut Eann Patterson.
Source : Development of Integrated MEasurement Systems - Résultats de la recherche de l'UE.