30 août 2024
Aéronautique et aérospatiale
La concurrence mondiale, toujours plus forte dans les secteurs de l’aéronautique et de l’aérospatiale, est amplifiée par les pressions environnementales. Plusieurs fondent beaucoup d’espoir sur la création d’un avion vert ou écologique. Consciente de ces enjeux et désireuses de soutenir la compétitivité de l'industrie canadienne, la communauté de recherche contribue largement au développement de technologies visant à réduire l'empreinte environnementale et à augmenter la performance ainsi que la fiabilité des aéronefs.
Des collaborations avec les plus grands acteurs de l'industrie
L'ÉTS est à l’avant-garde dans ces secteurs. Les équipements qui garnissent ses laboratoires sont de tout premier ordre, tandis que ses équipes de recherche collaborent avec les plus grandes entreprises de l’industrie, en plus de jouer un rôle de premier plan au sein d’associations telles que le Consortium de recherche et d’innovation en aérospatiale du Québec (CRIAQ) et le Consortium en aérospatiale pour la recherche et l’innovation au Canada (CARIC).
Les axes de recherche stratégiques en aéronautique et aérospatiale
L’ÉTS privilégie trois axes de recherche :
- le manufacturier innovant (entreprise numérique, fabrication et matériaux avancés, cellules intelligentes, robotique, composites, alliages, fabrication additive, etc.);
- l’avionique, le contrôle, les drones et les satellites;
- la modélisation et la simulation des aéronefs (essais, aérodynamique, dynamique des fluides numériques, conception multidisciplinaire, etc.).
La présentatrice, Nellie Brière, commence à parler.
Nellie Brière : L'industrie aéronautique génère plus de 2 % des gaz à effet de serre produits par l'activité humaine.
L'image d'un avion en plein vol passe derrière elle. De la fumée commence à apparaître autour d'elle. La présentatrice continue ses explications.
Nellie Brière : Selon l'Organisation mondiale de la santé, l'air pollué causerait plus de morts que le tabac. On peut arrêter de fumer... mais arrêter de respirer, c'est un peu difficile.
*Musique d'intro*
Écran titre, animation avec apparition du titre « OUPS DE GÉNIE », en noir. Un « C » s'ajoute alors au début du premier mot, transformant le tout en « COUPS DE GÉNIE ». Le titre est souligné d'un trait noir. Dessous, on lit « Une initiative de l'École de technologie supérieure ». Le logo de l'ÉTS apparaît aussi sur l'écran ainsi que son slogan, « Le génie pour l'industrie ».
Image de trainées de condensation.
Titre à l'écran : « AÉRONAUTIQUE DURABLE : LES PARTICULES VOLATILES », sur fond de ciel bleu.
Le professeur de l'ÉTS François Garnier se tient debout à l'extérieur. Derrière lui se trouvent des avions. Dans la scène qui suit, il est maintenant assis dans l'avion et il parle.
François Garnier, chercheur à l'ÉTS : Tout système énergétique n'est pas neutre vis-à-vis de l'environnement. On peut identifier deux impacts de la propulsion aéronautique.
Alors que le professeur parle, on voit une animation colorée de la terre, du soleil et d'un ours polaire se tenant sur un très mince morceau de glace. On voit la glace fondre et l'ours tomber.
François Garnier : C'est typiquement les gaz à effet de serre, le réchauffement climatique. Puis, il y aussi, ces dernières années, la dégradation de la qualité de l'air par les émissions.
On voit une bande verticale composée de plusieurs cases empilées, de couleurs variées allant du rouge au vert en passant par le orange et le jaune, pour rappeler une échelle de température. À la droite de l'échelle, une flèche blanche se promène et s'arrête vis-à-vis une case verte. Un visage souriant apparaît à la gauche de l'échelle. La flèche descend vers les cases de couleur rouge, et le visage souriant se transforme en visage triste.
Retour sur François Garnier, qui parle face à la caméra. Il y a un hélicoptère en arrière plan. Gros plan sur le moteur de l'hélicoptère.
François Garnier : Donc, la grande difficulté qu'on a, en ce moment avec les moteurs, c'est la formation des particules.
L'image d'un corps humain apparaît, avec les poumons visibles. On voit des particules qui entrent par le nez et vont dans les poumons. Le corps commence à se pencher vers la droite.
François Garnier : Et si on inhale, ça va directement aux poumons et ça peut donc causer soit des cancers, soit des problèmes respiratoires, etc.
Gros plan sur François Garnier qui parle.
François Garnier : Une particule fine, c'est donc une particule qui est très petite, donc de 50 ou 70 nanomètres.
Nellie Brière reprend la parole.
Nellie Brière : Juste pour avoir une idée de grandeur, le diamètre d'un cheveu fait environ 80 000 nanomètres.
Pendant que la présentatrice parle, une animation montre deux cheveux sur un crâne.
Nellie Brière : On n'est donc pas étonné qu'une particule fine réussisse à s'infiltrer jusque dans les poumons.
On voit l'image d'une particule avec les dimensions, les mots « particule 50 à 70 nm » apparaissant en haut de l'image.
François Garnier parle à nouveau devant un hélicoptère.
François Garnier : Donc nous, notre objectif, c'est de mieux les comprendre, de mieux pouvoir les maîtriser, dans un second temps.
Nellie Brière apparaît à côté d'un hélicoptère blanc.
Nellie Brière : Si un avion pollue plus qu'une voiture et qu'on a conçu des voitures électriques... pourquoi on ne fait pas la même chose avec les avions?
Retour à François Garnier qui parle face à la caméra. On peut voir un Airbus derrière et des personnes sur un escalier.
François Garnier : On a 12 fois plus d'énergie qui est développée par le kérosène que par l'énergie développée par une batterie. Donc on a un facteur de 12.
Alors que François Garnier parle, on voit l'image « 12x » et un bidon avec la mention « kérosène » dessus. On voit l'image de plusieurs batteries à côté. Zoom sur l'image « 12x ».
François Garnier : Un transatlantique, ça contient environ 50 tonnes de carburant.
On voit l'image d'un avion. Un bidon avec la mention « 50 T kérosène » apparaît à côté. Un tuyau permet de transférer le kérosène du bidon vers l'avion.
François Garnier : Si vous mettez des batteries à la place du carburant, il va falloir 600 tonnes. 50 fois 12 tonnes. Vous voyez bien que ça ne peut pas le faire.
L'image d'une batterie apparaît à droite de l'écran. La batterie se met sur l'avion. La mention « 600 T = 50 T x 12 » apparaît à l'écran. L'avion bouge avec la batterie toujours au-dessus de lui, et finit par tomber.
Plan sur un avion qui décolle.
François Garnier est en train de parler, assis dans un avion.
François Garnier : L'aéronautique a été bâtie sur les carburants fossiles. Il va falloir changer complètement de paradigme. Donc, là, je crois que l'ingénieur va être obligé d'être créatif, de voir ce qu'on peut faire. Peut-être que l'intelligence artificielle nous aidera... peut-être les nouvelles technologies... Là, je ne sais pas faire. Ce sont des horizons trop lointains pour moi.
Plan sur Nellie Brière se tenant devant un fond animé montrant un ciel bleu dans lequel vole un avion. On voit des trainées de condensation derrière l'avion.
Nellie Brière : Dans les années 90, François Garnier et une gang de chercheurs ont fait des tests avec le Concorde. Leurs recherches portaient sur les effets de cet avion supersonique sur la couche d'ozone.
L'image colorée de la Terre apparaît.
Nellie Brière : Aujourd'hui, François travaille à augmenter la performance des moteurs d'avions, mais aussi à les rendre moins polluants. C'est donc dire qu'en travaillant dans l'industrie aéronautique, on peut avoir un impact sur l'environnement.
*Musique de fin*
« Pour en savoir plus sur nos programmes et nos projets de recherche en génie : www.etsmtl.ca. »
« Une initiative de l'ÉTS »
Conseillère en communication : Chantal Crevier
Professeur : François Garnier
Nous tenons à remercier l'École nationale d'aérotechnique (ÉNA) qui nous a accueillis dans ses locaux pour ce tournage.
Avec Nellie Brière
Conceptrice/Rédactrice - Marie-Pier Beaulieu
Directeur de la photographie - Louis-Philippe Besner
Monteur/Animateur - Sébastien Panneton
Mix sonore - Francis Renaud-Legault
Directrice artistique/Illustratrice/Animatrice - Amandine Languinier
Coordonnatrice de production - Valérie Lefebvre
Producteur/Réalisateur - Stéphane Olivier
BUCK
« Les productions Buck Créatifs 2019 »
Retour sur un plan de François Garnier qui parle, assis dans un avion.
François Garnier : Ça va, on y va? On peut décoller? On retourne à Hawaï?
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Les équipements et infrastructures de pointe
Les chercheurs et chercheuses bénéficient de laboratoires dotés d’équipements sophistiqués de dernière génération dans le domaine des systèmes embarqués, de la navigation et de l’avionique, incluant :
- simulateurs de vol;
- simulateur dynamique à 6 degrés de liberté (6-DOF);
- système autonome de vol;
- soufflerie subsonique;
- drones;
- banc d’essai volant;
- systèmes FMS (systèmes de gestion de vols) identiques à ceux utilisés dans les avions;
- logiciels spécialisés;
- système d’enregistrement mobile autonome pour tous types de protocole de données avioniques encodées.
Ces équipements de pointe permettent tant aux équipes de recherche qu'à la communauté étudiante des 2e et 3e cycles qu’aux partenaires industriels de l’ÉTS de mener des tests et des expérimentations, de vérifier les performances en laboratoire et de simuler diverses missions et scénarios.
L’aérospatiale 4.0
Le regroupement AÉROÉTS promeut et intègre l’ensemble des activités d’enseignement et de recherche en aérospatiale de l’ÉTS. En collaboration avec d’autres établissements universitaires et des centres de recherche, il a mis sur pied l'Aérospatiale 4.0, un programme intégré de recherche et d’enseignement.
Prenant les devants de la croissance à prévoir au cours des prochaines années en robotique, simulation des aéronefs et autres technologies liées à l’industrie 4.0, ce programme mène des projets de R-D portant sur les technologies touchant le secteur aérospatial.
Principaux axes de recherche d'AÉROÉTS :
- robotique et fabrication additive;
- systèmes intelligents de fabrication;
- simulation et optimisation multidisciplinaire de l’usine;
- conception et la simulation du produit en développement;
- chaîne d’approvisionnement intelligente et logistique (gestion du cycle de vie du produit);
- systèmes avancés de maintenance prédictive.
Les chercheurs et chercheuses apportent leur expertise à la conception de technologies stratégiques dans tous ces domaines :
- systèmes plus électriques et plus intelligents;
- compétitivité en fabrication;
- entretien, réparation, révision et optimisation en fin de vie des appareils;
- configurations avancées;
- optimisation multidisciplinaire de la conception;
- gestion de l’énergie et les carburants alternatifs;
- systèmes fortement intégrés et l’avionique modulaire intégrée;
- systèmes de pointe de gestion du trafic aérien.
L'aéronautique et aérospatiale au Québec
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Plus de 36 000 emplois
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%
de l’activité aérospatiale canadienne
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des dépenses de R-D en aérospatiale du Canada
Chaires et unités de recherche liées à l'aéronautique et l'aérospatiale à l'ÉTS
- Chaire de recherche du Canada en technologies de modélisation et simulation d'aéronefs
- Chaire de recherche du Canada en rhéologie pour le développement de nouveaux matériaux polymériques
- Chaire de recherche industrielle Pratt & Whitney sur l'intégration et l'optimisation des systèmes de propulsion
- Chaire de recherche industrielle Safran sur le développement de systèmes d’aéropropulsion durables
- Chaire de recherche en génie Marcelle-Gauvreau sur les matériaux composites respectueux de l’environnement
- Chaire de recherche ArianeGroup sur les matériaux émergents dans le domaine de l'aéronautique et du spatial
- DYNAMO – Équipe de recherche en dynamique des machines, des structures et des procédés
- GRAM – Groupe de recherche en acoustique à Montréal
- GRANIT – Groupe de recherche sur les applications numériques en ingénierie et en technologie
- LAMSI – Laboratoire sur les alliages à mémoire et les systèmes intelligents
- LARCASE – Laboratoire de recherche en commande active, avionique et aéroservoélasticité
- LASSENA – Laboratoire des technologies spatiales, systèmes embarqués, navigation et avionique
- LIPPS – Laboratoire d'ingénierie des produits, procédés et systèmes
- LOFPA – Laboratoire d’optimisation des procédés de fabrication avancés
- TFT – Laboratoire de thermofluide pour le transport
Grâce à nos simulations, on est capable de reproduire tout l’écoulement. C’est un peu comme si on passait sous la mer – sous les vagues – et que l’on pouvait regarder comment c’était structuré en dessous.
— Marlène Sanjosé : Une fascination aux retombées concrètes
Les champs d’applications des travaux de Marlène Sanjosé sont nombreux. Ils permettent d’améliorer le design des systèmes de ventilation, de chauffage, ou de climatisation, par exemple, dans de multiples domaines, comme l’aéronautique ou l’industrie automobile.
Et si on concevait une aile d'avion déformable pour réduire la consommation de carburant?
— Ruxandra Botez : l'excellence de l'aéronautique à l'ÉTS
La professeure Ruxandra Botez a apporté, depuis le début de sa carrière, d’importantes contributions aux domaines de la conception, modélisation et simulation d’aéronefs, tant sur le plan théorique que pratique. Considérés comme des réalisations de premier plan dans l’industrie aérospatiale canadienne, ses travaux lui ont valu de nombreux prix et distinctions. Sous sa supervision, ses étudiants ont obtenu une vingtaine de récompenses.
