8 mars 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.).
L'industrie aéronautique génère plus de 2% des gaz à effets de serre
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produits par l'activité humaine.
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Selon l'Organisation mondiale de la santé, l'air pollué causerait plus de morts que le tabac.
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On peut arrêter de fumer.. mais arrêter de respirer, c'est un peu difficile.
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Tout système énergétique n'est pas neutre vis à vis de l'environnement.
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On peut identifier deux impacts de la propulsion aéronautique
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c'est typiquement les gaz à effets de serre, le réchauffement climatique.
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et puis, il y aussi, ces dernières années, la dégradation de la qualité de l'air par les émissions
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donc, la grande difficulté qu'on a, en ce moment avec les moteurs, c'est la formation des particules
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Et si on inhale, ça va directement aux poumons et ça peut donc causer, soit des cancers, soit des problèmes respiratoires, etc.
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Une particule fine c'est donc une particule qui est très petite, donc de 50 ou 70 nanomètres.
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Juste pour avoir une idée de grandeur, le diamètre d'un cheveu fait environ 80 nanomètres.
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On n'est donc pas étonné qu'une particule fine réussisse à s'infiltrer jusque dans les poumons.
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Donc nous, notre objectif, c'est de mieux les comprendre, de mieux pouvoir les maîtriser, dans un second temps.
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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?
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On a 12 fois plus d'énergie qui est développée par le kérosène que par l'énergie développée par une batterie
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donc on a un facteur de 12
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Un transatlantique ça contient environ 50 tonnes de carburant
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Si vous mettez des batteries à la place du carburant, il va falloir 600 tonnes
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50 fois 12 tonnes.
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Vous voyez bien que ça ne peut pas le faire
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L'aéronautique a été bâtie sur les carburants fossiles
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Il va falloir changer complètement de paradigme
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donc, là, je crois que l'ingénieur va être obligé d'être créatif
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de voir ce qu'on peut faire
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peut-être que l'intelligence artificielle nous aidera
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peut-être les nouvelles technologies...
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là je ne sais pas faire. Ce sont des horizons trop loin pour moi.
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Dans les années 90, François Garnier et une gang de chercheurs
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ont fait des tests avec le Concorde.
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Leurs recherches portaient sur les effets de cet avion supersonique sur la couche d'ozone
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Aujourd'hui, François travaille à augmenter la performance des moteurs d'avions
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mais aussi à les rendre moins polluants.
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c'est donc dire qu'en travaillant dans l'industrie aéronautique, on peut avoir un impact sur l'environnement.
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Ça va, on y va? On peut décoller?
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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 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.
25 octobre 2023
