Le futur de l’aéronautique passera par la « cloison bionique »

L’avenir de la conception et de la construction aéronautique passe par la création d’une cloison grâce au design génératif et à l’impression 3D. Baptisé « cloison bionique », ce composant innovant – le plus grand composant de cabine d’avion jamais imprimé en 3D – est le fruit d’une collaboration entre Airbus et Autodesk.

Qualifié de « cloison bionique », le composant a été créé à partir d’algorithmes personnalisés qui ont permis de générer un modèle basé sur la structure cellulaire et le développement osseux, puis fabriqué à l’aide de techniques de fabrication additive. Contrairement aux méthodes classiques, ce processus de modélisation et de fabrication avant-gardiste garantit une structure plus solide et plus légère. Cette cloison sépare la cabine du galley (l’office) dans un avion et sert de support au strapontin du personnel navigant. Les exigences en matière de conception et de structure étant très pointues (découpes spécifiques, limites de poids, etc.), la modélisation générative est particulièrement adaptée à la création de composants d’avion tels que cette cloison.

Des matériaux innovants et des méthodes de production garants d’économie de carburant

Dans le transport aérien, la réduction du poids est un facteur d’économie de carburant. Alliant une structure solide à une forme micro-lattice légère, la nouvelle cloison bionique d’Airbus est 45 % plus légère (soit 30 kg en moins) que les modèles actuels. D’après le constructeur, si on l’applique à la cabine entière d’un A320 et aux backlogs en cours, cette nouvelle façon de concevoir devrait lui permettre d’émettre 465 000 tonnes métriques de CO2 en moins par an, soit l’équivalent annuel de 96 000 voitures en moins sur la route.

La nouvelle cloison bionique est fabriquée à base de Scalmalloy, un alliage d’aluminium, de magnésium et de scandium mis au point par APworks, une filiale d’Airbus spécialisée dans la fabrication additive et les matériaux de pointe. Spécialement conçu pour l’impression 3D, le Scalmalloy offre d’excellentes propriétés mécaniques et une formidable capacité d’extension. C’est la première fois qu’il est utilisé à grande échelle, à l’intérieur d’un composant aéronautique.

La puissance du cloud au service du design génératif

La possibilité d’exploiter une multitude de processeurs via le cloud computing a permis d’enregistrer des avancées considérables dans la conception et l’ingénierie. Le design génératif met à profit le cloud pour calculer plusieurs centaines de milliers de variantes de modèles répondant à des contraintes et objectifs précis. Le design génératif permet non seulement d’explorer des solutions que même les designers les plus chevronnés ne pourraient envisager, mais également d’améliorer la qualité et les performances des modèles obtenus. Ces derniers étant quasiment impossibles à fabriquer avec les procédés classiques, les techniques de fabrication additive telles que l’impression 3D se révèlent indispensables au succès de la conception générative.

« Le design génératif, la fabrication additive et le développement de nouveaux matériaux bouleversent d’ores et déjà le secteur de l’industrie et les entreprises innovantes telles qu’Airbus dévoilent le champ des possibles, déclare Jeff Kowalski, Chief Technology Officer chez Autodesk. Il se n’agit pas d’un simple test expérimental, mais bel et bien d’un composant opérationnel que nous devrions rapidement voir se déployer au sein des avions. Nous sommes impatients de poursuivre notre collaboration avec Airbus sur de nouveaux composants et modèles pour les avions actuels et à venir ». La première phase de tests de la cloison a été menée avec succès. Des tests supplémentaires, notamment un essai en vol, seront réalisés cette année.

N° 72 février 2016