50 : Aéronautique, des liens forts avec l’industrie

Créé en 2000 par la fusion du lab­o­ra­toire LG2mS (Lab­o­ra­toire de génie mécanique pour les matéri­aux et les struc­tures) et d’autres unités de recherche, Rober­val fut, dès sa fon­da­tion, placé sous la dou­ble tutelle de l’UTC et du CNRS. Les car­ac­téris­tiques de Rober­val ? L’on peut citer notam­ment les équipes de recherche recon­nues dans leur domaine respec­tif et les forts liens avec l’industrie.

À la suite du rap­proche­ment avec le LEC, les 5 équipes se sont spé­cial­isées dans les domaines suiv­ants : mécanique numérique, acous­tique et vibra­tions, matéri­aux et sur­faces, méca­tron­ique, énergie, élec­tric­ité, inté­gra­tion et enfin sys­tèmes indus­triels :pro­duit / process. Prenons l’équipe Mécanique numérique, par exem­ple. “Il s’ag­it de dévelop­per des tech­niques de cor­réla­tion essais-cal­culs robustes et d’éla­bor­er des méth­odes et mod­èles numériques spé­ci­fiques et orig­in­aux afin de résoudre et opti­miser des prob­lèmes mul­ti­physiques com­plex­es”, explique Jérôme Faver­geon. L’équipe Acous­tique et vibra­tions tra­vaille, quant à elle, notam­ment, sur ” tout ce qui est nui­sances sonores tant dans les bâti­ments que les véhicules,qu’il faut d’abord iden­ti­fi­er, puis car­ac­téris­er et enfin traiter via des mod­èles numériques et des out­ils expéri­men­taux pour l’op­ti­mi­sa­tion du com­porte­ment vibro-acous­tique”, ajoute-t-il. Con­cer­nant l’équipe Matéri­aux et sur­faces, “ce sont essen­tielle­ment des travaux sur trois familles de matéri­aux : les com­pos­ites qui intéressent beau­coup l’aéro­nau­tique, les alliages métalliques et les polymères nano-chargés, ce qui revient à inté­gr­er des nanomatéri­aux aux polymères. Le but, quel que soit le matéri­au, est de com­pren­dre sa struc­ture à dif­férentes échelles pour mieux com­pren­dre com­ment il va se com­porter dans le temps et, in fine, faire de la prévi­sion de durée de vie”, détaille-t-il. Vien­nent enfin l’équipe Méca­tron­ique, énergie, élec­tric­ité, inté­gra­tion essen­tielle­ment autour de deux types d’ac­tiv­ités : “d’une part, les petits sys­tèmes méca­tron­iques minia­tur­isés à basse énergie et, d’autre part les machines néces­si­tant une forte puis­sance élec­trique telles qu’on les retrou­ve dans la chaîne de trac­tion des véhicules élec­triques” et l’équipe Sys­tèmes indus­triels : pro­duit / process dédiée aux chaînes indus­trielles de fab­ri­ca­tion et de con­cep­tion qui développe “des out­ils et des méth­odes pour la con­cep­tion inté­grée et robuste des pro­duits et des process, pour la con­ti­nu­ité numérique dans la chaîne con­cep­tion-indus­tri­al­i­sa­tion-fab­ri­ca­tion, ain­si que pour la col­lab­o­ra­tion mul­ti­dis­ci­plinaire, tous ces travaux s’in­té­grant dans la démarche de l’in­dus­trie 4.0”, ajoute Jérôme Favergeon.

Quant aux liens de Rober­val avec l’in­dus­trie, ils sont anciens, nom­breux et pren­nent des formes divers­es. L’on peut citer tout d’abord les thès­es dont un tiers sont en con­ven­tion Cifre, c’est-à-dire financées par l’in­dus­triel. Les secteurs con­cernés par les travaux des dif­férentes équipes ? D’abord les trans­ports dans toutes leurs com­posantes — auto­mo­bile, aéro­nau­tique, fer­rovi­aire, naval — vient ensuite l’én­ergie, par­tie prenante du secteur trans­port, par exem­ple dans le cas du véhicule élec­trique et enfin les tech­nolo­gies de la santé,en col­lab­o­ra­tion avec BMBI, autre lab­o­ra­toire de l’UTC.

Cer­tains parte­nar­i­ats indus­triels sont plus for­mal­isés, notam­ment dans le cadre de la quin­zaine d’in­sti­tuts de recherche tech­nologique (IRT) qui exis­tent sur le ter­ri­toire. “L’UTC est, par exem­ple, par­tie prenante de Raile­ni­um, un IRT dédié au fer­rovi­aire, tout comme notam­ment la SNCF”, souligne Jérôme Faver­geon. D’autres se font en dehors de struc­tures préétablies. Ain­si en est-il d’un pro­jet en cours sur l’usure des rails avec la RATP ou encore de nom­breux pro­jets avec Safran sur la mise en oeu­vre des matéri­aux com­pos­ites dans le domaine aéro­nau­tique. Enfin dernier type de parte­nar­i­at — signe de l’im­age forte de l’UTC auprès des indus­triels ? -, la mise en place de lab­o­ra­toires com­muns avec pour objec­tifs” une recherche à fond académique tout en ser­vant les besoins en inno­va­tion de l’in­dus­triel “, explique t‑il. C’est ain­si le cas de celui créé avec Delta­cad en rela­tion avec l’équipe Sys­tèmes indus­triels con­sacré “à tout ce qui est maque­ttes numériques et inté­gra­tion du numérique dans les entre­pris­es indus­trielles. Ce sera aus­si le cas de celui qui va être lancé, à l’au­tomne 2019, avec Arcelor Mit­tal”, con­clut Jérôme Favergeon.

Directeur du lab­o­ra­toire Rober­val depuis 2015, Jérôme Faver­geon a mené à bien , en 2018, le rap­proche­ment avec le lab­o­ra­toire d’élec­tromé­canique de Com­piègne (LEC). Forte de près de 170 per­son­nes, ce qui en fait le plus lab­o­ra­toire de l’UTC, la nou­velle unité est organ­isée en 5 équipes de recherches.

De nom­breux étu­di­ants choi­sis­sent les études d’ingénieur pour tra­vailler dans l’aéronautique, un secteur qui les pas­sionne. Et qui recrute ! Le label aéro­nau­tique de l’UTC va leur per­me­t­tre de val­oris­er leurs com­pé­tences auprès des entre­pris­es du secteur.

“J’ai tou­jours été pas­sion­née par l’aéro­nau­tique et l’aérospa­tial, explique Cora­line Arze­li­er, étu­di­ante en ingénierie mécanique. Et, depuis que j’ai fait des UV de mécanique, je suis sûre que c’est le domaine dans lequel je veux tra­vailler.” C’est pour répon­dre à cet attrait, mais aus­si à une demande de plus en plus forte des entre­pris­es de ce secteur, que l’UTC a décidé de met­tre en place un label aéro­nau­tique. “L’in­dus­trie aéro­nau­tique française est la deux­ième mon­di­ale, annonce Patrice Simard, enseignant chercheur au sein du lab­o­ra­toire Rober­val et respon­s­able du label. Il est donc impor­tant de con­tin­uer à pro­pos­er une for­ma­tion com­péti­tive, car les besoins sont énormes en ingénierie.” Le futur label aéro­nau­tique, qui sera lancé à l’au­tomne, répon­dra à cette demande.

“Il ne deman­dera pas de temps de for­ma­tion sup­plé­men­taire, mais ori­en­tera les choix de l’élève par­mi les enseigne­ments de sa branche et de sa fil­ière et per­me­t­tra aux étu­di­ants de val­oris­er leur diplôme et leurs com­pé­tences”, com­plète Patrice.Guillaume, égale­ment étu­di­ant en ingénierie mécanique, ne s’y est pas trompé : “Ce label va m’ap­porter une vis­i­bil­ité sup­plé­men­taire et me per­me­t­tre plus facile­ment d’obtenir l’emploi que je souhaite.”

Il attir­era égale­ment des can­di­dats très motivés à l’UTC, comme Cora­line : “Beau­coup de mes activ­ités uni­ver­si­taires tour­nent au tour de l’aéro­nau­tique. Faire ce label me per­met de mon­tr­er aux entre­pris­es que j’ai de l’ex­péri­ence et des con­nais­sances.” Plusieurs entre­pris­es ont déjà accep­té de suiv­re ce pro­jet ambitieux : Ari­ane Group, le CNES, Safran-Zodi­ac, etc. “Nous béné­ficierons aus­si de l’ap­pui de l’aéro-club local, et tra­vail­lons en parte­nar­i­at avec le Cer­cle des machines volantes, ajoute Patrice. Avec notre impli­ca­tion dans le pro­jet de con­ser­va­toire vivant de l’avi­a­tion, nous par­ticipons active­ment à la brique com­piég­noise de l’a­gré­gat aéro­nau­tique régional.”

Un label accessible aux doubles-diplômes

Pour les étu­di­ants en dou­ble-diplôme, ce label est aus­si un bon moyen de met­tre en avant les com­pé­tences acquis­es à Cran­field. Diane Nguyen, étu­di­ante en ingénierie mécanique et en dou­ble-diplôme à Cran­field, a tout de suite saisi l’in­térêt du label pour faire car­rière dans l’in­dus­trie aéronautique.

Mon par­cours à l’UTC, par la pluridis­ci­pli­nar­ité des UVs, la diver­sité des pro­jets, et l’op­por­tu­nité de stages m’a per­mis de m’ori­en­ter vers l’aéro­nau­tique. Par exem­ple, j’ai par­ticipé au pro­jet de recon­struc­tion du Latécoère28, via des UV Aéro­nau­tiques en parte­nar­i­at avec l’as­so­ci­a­tion le Cer­cle des Machines Volantes. De même, j’ai pu choisir de réalis­er la plu­part de mes pro­jets sur des struc­tures aéro­nau­tiques, que ce soit le cal­cul de vibra­tions d’un fuse­lage, l’é­tude aéro­dy­namique du pro­fil d’une aile d’avion…

Enfin, par l’in­ter­mé­di­aire de l’as­so­ci­a­tion UTCiel, j’ai passé mon Brevet d’Ini­ti­a­tion à l’Aéronautique.Mon dou­ble-diplôme à Cran­field me per­met une spé­cial­i­sa­tion dans la con­cep­tion et le cal­cul appliqués aux struc­tures aéro­nau­tiques, avec une for­ma­tion con­sti­tuée de cours théoriques (aéro­dy­namisme, études des matéri­aux com­pos­ites, sys­tèmes de l’avion…) directe­ment appliqués sur un pro­jet indus­triel dans un con­texte inter­na­tion­al. Mon rêve de tra­vailler sur les avions s’est d’ailleurs con­crétisé récem­ment, puisque j’ai décroché un poste chez Safran Air­craft Engines, en tant qu’ingénieur en con­cep­tion et cal­cul du moteur M88 équipant le Rafale.

Après une car­rière de 25 ans dans l’industrie, notam­ment chez Das­sault Avi­a­tion et Renault, Éric Noppe rejoint, en 2010, l’UTC pour occu­per la chaire indus­trielle Hydraulique et méca­tron­ique. Il tra­vaille actuelle­ment sur un pro­jet de drone à trans­mis­sion de puis­sance hydraulique en col­lab­o­ra­tion avec le lab­o­ra­toire Heudi­asyc, le Cetim et Artema. Un démon­stra­teur est prévu sous un an.

La créa­tion de la chaire Hydraulique et méca­tron­ique ? Elle répondait à la volon­té de l’UTC de “dépous­siér­er une vieille tech­nolo­gie, l’hy­draulique, née dans les années 1920 en inté­grant des tech­nolo­gies nou­velles, en par­ti­c­uli­er l’in­for­ma­tique”, explique Éric Noppe. Elle répondait égale­ment aux besoins des indus­triels du secteur de la mécanique. En effet, l’im­pact du développe­ment de l’in­for­ma­tique est énorme dans toutes les indus­tries. Celui de la mécanique ne fait pas excep­tion. D’où l’émer­gence du terme méca­tron­ique. “Apparu dans les années 1980 au Japon, il traduit le fait que la mécanique n’est plus seule­ment une affaire de mécan­ismes ou de mou­ve­ment mais une fonc­tion pilotée inté­grant de la com­mande, de l’élec­tron­ique et des cap­teurs”, rappelle-t-il.

Par­tic­u­lar­ité de la chaire indus­trielle ? Son tit­u­laire est recruté pour son exper­tise dans un domaine par­ti­c­uli­er, dans ce cas de fig­ure l’hy­draulique de trans­mis­sion de puis­sance, avec deux mis­sions :l’une d’en­seigne­ment et l’autre de recherche et développe­ment. “Elle est cepen­dant pilotée,au tra­vers de comités, par les indus­triels qui s’en­ga­gent finan­cière­ment auprès de l’u­ni­ver­sité tout en respec­tant les mis­sions qui sont les siennes. À savoir la recherche et l’en­seigne­ment. On est là pour appren­dre aux étu­di­ants et pour dévelop­per des con­nais­sances et de nou­veaux con­cepts même si l’ori­en­ta­tion glob­ale est don­née par l’in­dus­triel”, souligne Éric Noppe. Et de don­ner l’ex­em­ple de la chaire Vit­rage du futur de l’UTC, totale­ment financée par Saint-Gob­ain. Dans le cas de la chaire Hydraulique et méca­tron­ique, faute d’un indus­triel de cette enver­gure, le finance­ment a été réal­isé par plusieurs acteurs : la région Hauts-de-France, l’UIMM (l’U­nion des indus­tries et métiers de la métal­lurgie) et le Cetim (Cen­tre tech­nique des indus­tries mécaniques). Ce dernier, créé en 1965 et instal­lé à Sen­lis en 1971, et l’UTC, créée en1973, ne col­la­borent-ils pas de façon soutenue et con­stante depuis leur fon­da­tion respec­tive ? Une col­lab­o­ra­tion tant sur le plan péd­a­gogique que sur le plan de la recherche parte­nar­i­ale qui ne se dément pas. Pour preuve ? Le renou­velle­ment, en 2019, de l’ac­cord-cadre qui les liait.

Un des enjeux aujour­d’hui ? C’est notam­ment de “don­ner envie aux jeunes de se for­mer à cette tech­nolo­gie afin de répon­dre aux besoins en ingénieurs des pro­fes­sion­nels de trans­mis­sion de puis­sance. D’où le pro­jet de drone hydraulique”,ajoute-t-il. Un pro­jet de drone qui a con­nu deux vies, selon lui. ” La pre­mière étape visait surtout à capter l’in­térêt des étu­di­ants pour un con­cept inno­vant. Ce qui fut un suc­cès. La sec­onde étape,en cours, vise, en col­lab­o­ra­tion avec Heudi­asyc, le Cetim et Artema, syn­di­cat des indus­triels de la méca­tron­ique, à dévelop­per un drone de ser­vice util­isant un sys­tème de trans­mis­sion de puis­sance hydraulique “, assure-t-il.

Après avoir envis­agé un drone de type quadriro­tor dans la gamme des 300 à 500 kg — type drone taxi pour Smart City -, avec une capac­ité d’emport équiv­a­lente, ils ont dû, pour des raisons de régle­men­ta­tion sur les vols des appareils de cette taille, réduire la voil­ure. Ce sera donc un drone de ser­vices de moins de 25 kg dont le démon­stra­teur sera prêt sous un an. Par­mi les appli­ca­tions con­crètes ? On peut citer la sur­veil­lance de sites sen­si­bles, d’événe­ments ou d’ou­vrages. D’où l’in­térêt man­i­feste de nom­breux industriels.

Pro­fesseur des uni­ver­sités depuis 2007, Zoheir Aboura dirige l’équipe Matéri­aux et sur­faces au sein du lab­o­ra­toire Rober­val. Elle est com­posée de 42 per­son­nes – per­ma­nents, doc­tor­ants et post-doctorants.

Les axes forts de recherche ? Ils sont trois : l’élab­o­ra­tion et com­porte­ment des matéri­aux com­pos­ites et polymères, le com­porte­ment mécanique et dura­bil­ité et enfin tout ce qui touche aux prob­lèmes des sur­faces et en par­ti­c­uli­er la mécanique du con­tact et de la tri­bolo­gie. Des thèmes qui, bien entendu,interagissent. “Le pre­mier est par­ti­c­ulière­ment ori­en­té vers la rela­tion procédé / pro­priétés. Le deux­ième s’in­téresse notam­ment au com­porte­ment des matéri­aux, quelle que soit leur orig­ine, en rela­tion avec la micro, voire la mésostruc­ture de ces mêmes matéri­aux. Quant au dernier, il a pour but l’é­tude des sur­faces, en par­ti­c­uli­er les prob­lèmes posés en terme de tri­bolo­gie, autrement dit les phénomènes liés aux frot­te­ments”, explique Zoheir Aboura. “On tra­vaille égale­ment sur le lien procédé / pro­priétés des matéri­aux métalliques à tra­vers le procédé de fab­ri­ca­tion addi­tive de type impres­sion 3D”, ajoute-t-il.

Les parte­nar­i­ats indus­triels ne s’ar­rê­tent pas là. Ain­si en est-il des liens forts noués avec Safran Group au milieu des années 1990. En effet, dès cette époque,le groupe a com­mencé à réfléchir à l’in­tro­duc­tion de matéri­aux com­pos­ites — asso­ci­a­tion de ren­forts fibreux et d’une matrice polymère — à ren­fort 3D dans leurs moteurs. “Un pro­gramme de recherche ambitieux a été lancé par Safran pour la maîtrise des com­pos­ites à ren­fort tis­sés 3D. Ayant iden­ti­fié les dif­férents lab­o­ra­toires par domaines de com­pé­tences tant au niveau nation­al qu’in­ter­na­tion­al, le groupe a choisi le nôtre afin de tra­vailler sur la com­préhen­sion des mécan­ismes d’en­dom­mage­ment et l’élab­o­ra­tion des scé­nar­ios de ruine des ces matéri­aux. Trois familles de ren­force­ment ont été can­di­dates : le piquage, l’orthog­o­nal et l’in­ter­lock”, souligne Zoheir Aboura.

Une col­lab­o­ra­tion fructueuse puisque Safran Group choisit, finale­ment, cette dernière architecture,par sa for­mi­da­ble tolérance à l’en­dom­mage­ment, pour les aubes de souf­flante et le carter de son moteur Leap. Signe du suc­cès ? Le Leap, entré en ser­vice en 2016, équipe tous les Boe­ing 737 Max,la moitié des Air­bus A320 NEO et l’avion chi­nois le Comac C919. Ses atouts ? Réduc­tion de 15 % de la con­som­ma­tion de car­bu­rant et des émis­sions deCO2, près de 50 % de diminu­tion des émis­sions de NOx et une réduc­tion sig­ni­fica­tive des émis­sions sonores. Il est amené à rem­plac­er le CFM 56,moteur le plus ven­du au monde, dévelop­pé par Safran et Gen­er­al Electric.


SAFRAN

Safran est un groupe inter­na­tion­al de haute tech­nolo­gie opérant dans les domaines de la propul­sion et des équipement aéro­nau­tiques, de l’e­space et de la défense.

  • Chiffres d’af­faires 2018 : 21 mil­liards d’euros
  • Recherche et développe­ment : 1,5 mil­liard d’eu­ros en 2018
  • Nom­bre de brevets en 2017 : 850
  • Nom­bre de col­lab­o­ra­teurs : 92 000
  • N°1 mon­di­al dans les moteurs d’avions civils court et moyen-courriers
  • N°1 mon­di­al des tur­bines d’hélicoptères
  • N°1 européen des drones tactiques

Pro­fesseur des uni­ver­sités, Sal­i­ma Bou­vi­er dirige le départe­ment Ingénierie mécanique né de la fusion du génie des sys­tèmes mécaniques et du génie mécanique. Elle tra­vaille, au sein de l’équipe Matéri­aux et sur­faces, et pilote, depuis 2015, le pro­jet Opti­mum financé par l’ANR, en parte­nar­i­at avec Air­bus Indus­trie et la région Hauts-de-France.

Sur quelles class­es de matéri­aux tra­vail­lent les chercheurs de l’équipe Matéri­aux et sur­faces ? “Ils se con­cen­trent sur3 class­es de matéri­aux. À savoir les alliages métalliques, les polymères et les composites3D. Dans le domaine de l’op­ti­mi­sa­tion des solu­tions matéri­aux pour le trans­port, le maître-mot est : allége­ment des struc­tures pour répon­dre aux objec­tifs européens de réduc­tion des émis­sions de gaz à effet de serre”, explique Sal­i­ma Bou­vi­er. Dans le secteur de l’aéronautique,ces préoc­cu­pa­tions envi­ron­nemen­tales motivent plusieurs pro­grammes de recherche en matériaux.

Les dif­férentes pistes pour alléger les struc­tures ? “On peut rem­plac­er cer­tains métaux par des com­pos­ites à matrice organique, plus légers. Ce qui est pos­si­ble en zone froide. Lorsqu’on tra­vaille dans un envi­ron­nement chaud, le cahi­er des charges, en ter­mes de pro­priétés des matériaux,nécessite l’usage d’al­liages métalliques, voire des céramiques”, souligne-t-elle.Ces matéri­aux ont toute­fois un incon­vénient : ils sont chers. L’idée pour réduire au max­i­mum le coût ? “En effet, le coût élevé de mise en oeu­vre et d’ap­pro­vi­sion­nement de cer­tains alliages,comme les bases nick­el, amène à les rem­plac­er par d’autres alliages. Il s’ag­it de rem­plac­er, là où cela est pos­si­ble, c’est le cas d’un alliage de nick­el qu’on rem­place pour cer­taines con­fig­u­ra­tions par des alliages de titane, cela néces­site toute­fois d’assem­bler des bimatéri­aux”, pré­cise Sal­i­ma Bouvier.

L’évo­lu­tion des solu­tions matéri­aux dans l’aéro­nau­tique est à l’o­rig­ine des travaux actuels sur l’assem­blage de bimatéri­aux tant dans le cas par exem­ple du titane et du nick­el — assem­blage par soudage — que dans celui d’un matéri­au com­pos­ite et du titane — assem­blage mécanique. Ce qui con­stitue un enjeu majeur pour l’aéro­nau­tique. En témoigne le pro­jet Opti­mum sur l’assem­blage du titane et du nick­el par soudage. Un pro­jet au long cours, financé par l’ANR, la FRAE, la région Hauts-de-France, ain­si qu’Air­bus Indus­trie et ACB, un de ses équipemen­tiers spé­cial­isés dans les soudures des matéri­aux de l’aéronautique.

Enseignant-chercheur, Alexan­dre Durupt est respon­s­able sci­en­tifique, au sein du lab­o­ra­toire Rober­val, du Lab­Com DIMEXP. Il co-dirige, avec Julien Le Duigou, la thèse d’Émeric Oster­mey­er sur le pro­jet Lucid avec, notam­ment, des parte­naires aéronautiques.

Leur équipe part de deux con­stats. Le pre­mier ? “On a réal­isé que les activ­ités de fab­ri­ca­tion génèrent énor­mé­ment de don­nées. On s’est donc intéressé à la ques­tion de com­ment les réu­tilis­er pour accu­muler de la con­nais­sance encodée dans ces don­nées”, explique Émer­ic Oster­mey­er. Le sec­ond ? “Les programmeurs,en l’oc­cur­rence ceux qui créent des pro­grammes d’usi­nage pour fab­ri­quer des pièces, passent beau­coup de temps sur des activ­ités rou­tinières, et donc moins de temps sur des tâch­es à plus forte valeur ajoutée”, ajoute-t-il.

L’idée qui guide ce pro­jet ? “Se servir de toutes les don­nées récoltées lors de toutes les phas­es de fab­ri­ca­tion des pièces pour utilis­er des tech­niques de fouille de don­nées, de Machine Learn­ing afin d’au­toma­tis­er au max­i­mum la par­tie rou­tinière de la fab­ri­ca­tion et dédi­er plus de temps à des activ­ités plus com­plex­es”, insiste-t-il.

Les parte­naires indus­triels du pro­jet LUCID FUI 21, lancé en 2016 ? Ils sont au nom­bre de qua­tre : Safran Group, Hexa­gon Group NCSimul (édi­teur de solu­tions logi­cielles), Ven­tana Taverny,qui tra­vaille essen­tielle­ment pour l’aéro­nau­tique et l’aérospa­tiale et UF1, plus général­iste. Des parte­naires aéro­nau­tiques qui ont “une forte exi­gence de traça­bil­ité. Il s’ag­it de pièces qui struc­turent un moteur d’avion, par exem­ple les fans ou les aubes. Il est donc d’une impor­tance majeure de savoir, pour chaque pièce, la machine et le pro­gramme qui l’ont réal­isée tout en ayant une con­ti­nu­ité numérique respec­tée”, rap­pelle Alexan­dre Durupt. “On par­le de con­ti­nu­ité numérique lorsque le trans­fert d’une infor­ma­tion d’un logi­ciel A à un logi­ciel B se fait d’une manière automa­tique, l’hu­main n’é­tant là que pour valid­er ce trans­fert”, pré­cise Émer­ic Ostermeyer.

Prenons le cas de Safran. “Ce sont quelque 500 machines d’usi­nage. Du coup, l’or­gan­i­sa­tion de ces pro­grammes est très com­plexe. Il y a un grand nom­bre de logi­ciels en jeu. D’abord les logi­ciels de fab­ri­ca­tion assistée par ordi­na­teur, qui vont faire le pro­gramme de fab­ri­ca­tion ; puis les suites logi­cielles qui vont trans­former ce pro­gramme en exé­cutable machine et enfin une par­tie sim­u­la­tion de ce pro­gramme avant de lancer la fab­ri­ca­tion “, con­clut Alexan­dre Durupt.

Pro­fesseur des uni­ver­sités, Vin­cent Lan­franchi, primé par plusieurs Best Paper Awards, est enseignant-chercheur à l’UTC. Il est égale­ment respon­s­able de M2EI, une des 5 équipes de recherche du lab­o­ra­toire Rober­val qui tra­vaille, notam­ment, sur le pro­jet d’avion électrique.

Forte de 35 per­son­nes — chercheurs tit­u­laires et doc­tor­ants -, l’équipe s’in­téresse, en par­ti­c­uli­er, à “tout ce qui tourne autour de l’én­ergie et des physiques élec­triques et mécaniques. En somme de la con­ver­sion d’én­ergie que l’on retrou­ve dans les action­neurs, les généra­teurs ou les cap­teurs mais aus­si le stock­age d’én­ergie”, explique-t-il. Des activ­ités que l’on retrou­ve dans des macrosys­tèmes, tels que les trains, avions…, mais aus­si des microsys­tèmes où l’on peut avoir des déplace­ments micrométriques.Autre point fort de l’équipe ? Sa pluridis­ci­pli­nar­ité avec, notam­ment, des com­pé­tences recon­nues en mag­nétisme et thermique.

Ces axes de recherche ont, très naturelle­ment, intéressé nom­bre d’in­dus­triels, en par­ti­c­uli­er dans le secteur des trans­ports — Alstom dans le fer­rovi­aire, Safran dans l’aéro­nau­tique et Renault dans l’au­to­mo­bile. Ce dernier est ain­si un des parte­naires his­toriques, en par­ti­c­uli­er sur la voiture élec­trique avec des thès­es com­munes en cours mais aus­si par le passé. “J’ai été un des co-inven­teurs avec dépôt d’un brevet sur le moteur de Zoé”, rap­pelle Vin­cent Lan­franchi qui, après le véhicule élec­trique, s’at­telle, avec son équipe, à l’avion électrique.

Au début était l’avion “plus élec­trique” où “les action­neurs, ser­vant à faire bouger les volets,étaient mécaniques. Avec l’aug­men­ta­tion de la taille des avions, ils deve­naient de moins en moins mani­ables. Dans un pre­mier temps, l’on est tout naturelle­ment passé à des action­neurs hydrauliques. Puis, quand la tech­nolo­gie élec­trique est arrivée à matu­rité, les con­struc­teurs y ont vu une manière d’amélior­er encore plus la sécu­rité en dou­blant les action­neurs hydrauliques par d’autres élec­triques”, souligne-t-il.

Aujour­d’hui, le défi est tout autre. Celui de l’avion élec­trique du futur. Pre­mière ques­tion : faut-il garder la même géométrie que l’avion clas­sique ou s’in­spir­er de l’ar­chi­tec­ture actuelle des drones,par exem­ple ? Vin­cent Lan­franchi priv­ilégie plutôt cette dernière piste à moyen terme, même si d’autres idées sont sur la table, car “l’on peut divis­er la puis­sance néces­saire pour faire vol­er un engin en choi­sis­sant le nom­bre de moteurs élec­triques et d’hélices néces­saires, reliés à des bat­ter­ies”, explique-t-il. Et de déclar­er avec ent­hou­si­asme que “sur l’avion élec­trique, l’on est à l’époque des frères Wright”.

Pro­fesseur des uni­ver­sités depuis 2015, Emmanuel Per­rey-Debain est respon­s­able, au sein du lab­o­ra­toire Rober­val, de l’équipe Acous­tique et vibra­tions. Il co-dirige, avec Emmanuel Lefrançois, une thèse Cifre financée par Air­bus Heli­copters sur les bruits des sys­tèmes de climatisation.

Avec 17 per­son­nes — enseignants chercheurs, doc­tor­ants et post-doc­tor­ants -, l’équipe Acous­tique et vibra­tions est la plus petite du lab­o­ra­toire Rober­val. “On forme une ving­taine d’ingénieurs par an. C’est une fil­ière de niche. Aux côtés de l’UTC, il y a deux autres écoles en acous­tique et vibra­tions en France : le Mans et Lyon”, explique Emmanuel Per­rey-Debain. Ce nom­bre devrait toute­fois aug­menter. “L’of­fre est, aujour­d’hui, net­te­ment insuff­isante par rap­port à la demande des indus­triels”, ajoute-t-il. D’au­tant que tra­vailler avec les indus­triels est inscrit dans l’ADN de l’UTC en général, et Rober­val en particulier.Pour preuve ? C’est ce dernier qui affiche le plus gros chiffre d’af­faires de l’u­ni­ver­sité de tech­nolo­gie de Com­piègne, au tra­vers d’Uteam — société de recherche con­tractuelle adossée aux lab­o­ra­toires UTC et Escom.

Une spé­ci­ficité qu’Em­manuel Per­rey-Debain revendique haut et fort. “On se nour­rit de la matière réelle, des prob­lèmes posés au monde de l’in­dus­trie et on essaye de trou­ver des solu­tions tout en nour­ris­sant la con­nais­sance académique”, insiste-t-il. L’on peut citer, par exem­ple, le pro­jet HEXENOR, lancé en 2012, faisant par­tie du pro­gramme européen Clean Sky visant à ren­dre les avions plus pro­pres et moins bruyants. L’ob­jec­tif de l’UTC et des autres parte­naires ? C’est de dévelop­per et de fab­ri­quer un silen­cieux pour héli­cop­tères, afin de réduire les nui­sances sonores émis­es par le moteur. L’on peut aus­si citer les thé­ma­tiques des thès­es récem­ment achevées ou en cours. L’une sur “l’aéro-vibro-acous­tique” ou com­ment prévoir et min­imiser le bruit et les vibra­tions engen­drées par­les fluc­tu­a­tions tur­bu­lentes de l’é­coule­ment flu­ide, vient de se ter­min­er. Les secteurs con­cernés par ce type de prob­lé­ma­tique ? Le bâti­ment, l’au­to­mo­bile, l’aéronautique…

Une autre, en cours, financée par Air­bus Heli­copters, porte sur les sys­tèmes de cli­ma­ti­sa­tion pro­duisant du bruit à des fréquences élevées très gênantes pour le per­son­nel nav­i­gant. “Le Graal pour les pilotes d’héli­cop­tères n’est-il pas, de pou­voir, comme pour les pilotes de ligne, se pass­er de casque dans l’habita­cle ?”, con­clut Emmanuel Perrey-Debain.

Mécanique des flu­ides, tra­jec­tométrie… Les mem­bres de l’association UTspace met­tent à prof­it les com­pé­tences acquis­es en cours au ser­vice d’un pro­jet fou : lancer pas moins de qua­tre fusées dif­férentes en juillet !

Cylin­dre de presque deux mètres reposant sur son banc d’es­sai près du Fablab de l’UTC, Prométhée est l’une des cinq fusées dévelop­pées par les étu­di­ants de l’as­so­ci­a­tion UTspace. “À l’UTC on apprend la mécanique de façon très poussée, et UTspace per­met de l’ap­pli­quer dans ledo­maine spa­tial”, affirme Guil­laume Buron, prési­dent de l’as­so­ci­a­tion. “Les étu­di­ants d’UT­Space sont pas­sion­nés et s’in­téressent à des aspects tech­niques et d’ingénierie très poussés”, con­firme Emmanuel Doré, enseignant chercheur au sein du lab­o­ra­toire Roberval.

Les étu­di­ants peu­vent béné­fici­er de l’aide de Jérôme Blanc et de Philippe Pouille, enseignants chercheurs au lab­o­ra­toire Rober­val. “Ils leur don­nent des con­seils en met­tant à prof­it leur expéri­ence en con­cep­tion et en fab­ri­ca­tion, explique Emmanuel. Ils ont aus­si réal­isé quelques pièces et usi­nages avec eux.”

Con­stru­ire une fusée demande des com­pé­tences tech­niques pointues. “Les étu­di­ants appren­nent la con­cep­tion, la com­mu­ni­ca­tion, la créa­tiv­ité, la rigueur, mais surtout l’au­tonomie !”, déclare Emmanuel Doré. “Nous met­tons les étu­di­ants en tronc com­mun sur des pro­jets de mini fusées, où ils sont encadrés par des étu­di­ants de branche, com­plète Guil­laume. Les pro­jets de fusées expéri­men­tales sont réservés aux étu­di­ants de branch­es, car ils néces­si­tent des com­pé­tences plus poussées”. Le point de mire de ces pro­jets ? Le C’space, un rassem­ble­ment inter­na­tion­al pro­posé par le CNES avec le sou­tien de Planète Sci­ences et de l’Ar­mée de Terre sur la base mil­i­taire de Tarbes en juil­let, où UTspace pour­ra lancer ses fusées. Vous pour­rez suiv­re les lance­ments des fusées sur Face­book et Instagram !

Les mini fusées

  • Pop­pins : elle sera munie d’un sys­tème de freinage de la descente avec para­chute à arma­ture rigide
  • Flash : elle effectuera un vol nominal
  • Her­mès : elle larguera un drone qui revien­dra se pos­er sur le pas de tir

Les fusées expérimentales

  • Prométhée : elle sera équipée d’une roue iner­tielle pour per­me­t­tre le largage d’un mod­ule avec un angle pré­cis par rap­port au sol
  • Phoenix : elle pour­ra vol­er à une vitesse de mach 0,9 (lance­ment en 2020)

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