Quand l’aviation se met au vert

Année après année (hors période Covid), le rythme du trafic aérien ne cesse d’augmenter. Tout comme son impact sur l’environnement. Des initiatives œuvrent à la transition énergétique du secteur du transport aérien, soutenues par des leviers de digitalisation, et notamment la simulation numérique. 

 

4,5 milliards ! C’est le nombre total de passagers qui ont voyagé dans les airs en 2019. Un chiffre qui pourrait grimper à 8,2 milliards en 2037, selon l'Association du transport aérien international (IATA). Des chiffres impressionnants, qui pourraient nettement alourdir le bilan carbone du secteur aérien, aujourd’hui responsable de 2 à 3 % des émissions mondiales de dioxyde de carbone, selon l'Organisation de l'aviation civile internationale (OACI). 

Propulsion à hydrogène, taxi-hélicoptères, 100 % électrique : l’aviation du futur

A l’heure où de nombreuses législations se montrent de plus en plus contraignantes en matière de décarbonation – comme le pacte vert européen qui prévoit une baisse de 55 % de réductions des gaz à effet de serre à horizon 2030 et la neutralité carbone en 2050 – et où le mouvement « flygskam » (la honte de prendre l’avion) fait des émules notamment en Europe du Nord, de nombreux acteurs de l’aéronautique civile cherchent des solutions innovantes, et plus écologiques. 

En juin dernier, Air Liquide, Airbus et le Groupe ADP ont ainsi signé un protocole d'accord portant sur l’étude des infrastructures nécessaires aux aéroports pour accueillir des avions à hydrogène à horizon 2035, une date correspondant au projet d'avion à hydrogène d'Airbus. Toujours au mois de juin, c’est cette fois Velocity, taxi-hélicoptère électrique du constructeur allemand Volocopter, capable de transporter deux personnes avec une autonomie de 35 kilomètres, qui a été certifié par l'Agence européenne de sécurité aérienne (AESA), avant un feu vert commercial espéré dans quelques années. Un mois plus tard, c’est l’entreprise israélienne Eviation qui présentait Alice, son nouvel avion entièrement électrique d’une autonomie de 815 kilomètres et pouvant transporter jusqu’à neuf passagers et deux membres d’équipage. Un avion conçu avec l’aide d’un… jumeau numérique. 

La simulation numérique au service de la transition énergétique

La digitalisation, par le biais de la simulation numérique, se met ainsi au service de la transition énergétique. « La manière dont Siemens voit cette digitalisation est fondée sur deux paliers, détaille Christophe Ricci, Virtual Product Pre Sales Manager chez Siemens. Il y a tout d’abord la notion de jumeau numérique pour prévoir, de façon virtuelle, la composition de l’avion, simuler ses performances puis pouvoir le concevoir et l’optimiser. Il y a également la notion de continuité numérique avec le stockage, la gestion et le partage de l’information entre les différents jumeaux numériques, de la conception jusqu’à la mise en production. Notre plateforme Xcelerator permet ainsi de couvrir l’ensemble de ces enjeux de digitalisation. Avec la simulation, nous pouvons prédire finement le comportement des performances d’un avion. »

Pour que le développement de nouvelles solutions s’accélère, je suis convaincu que la digitalisation des processus de développement et de fabrication est essentielle. La digitalisation permet d’innover.
Christophe Ricci, Virtual Product Pre Sales Manager chez Siemens

La digitalisation symbole d’innovation, mais également d’avancées technologiques afin de réduire l’impact environnemental du secteur aérien. La simulation numérique permet en effet de tester les solutions les plus économes en énergie pour les futurs appareils, d’optimiser les plans de vol pour réduire la consommation énergétique des avions, ou encore de connaître l’empreinte environnementale des différents procédés de fabrication. 

Passer du virtuel à la réalité

Avec la suite Simcenter qui combine  la simulation de systèmes, l’IAO 3D et CFD, et les tests. Siemens dispose d’une large palette en matière de simulation numérique. Il est par exemple possible de simuler l’ensemble du comportement d’une batterie électrique, du début à sa fin de vie, de modéliser la pénétration dans l’air afin de réaliser un rééquilibrage énergétique de l’avion ou bien encore de s’assurer que sa structure supporte les différentes contraintes appliquées… 

Nous vivons des moments historiques. Il y a une dizaine d’années, il semblait par exemple impossible d’implémenter un système électrique de propulsion dans un avion. Il est nécessaire de prendre des initiatives pour rendre l’aviation plus verte. Des projets que Siemens peut accompagner en adressant le côté virtuel, mais également la production. Il ne faut pas être déconnecté de la réalité. La finalité n’est pas de concevoir des prototypes, mais bien des avions capables de voler. 
Thierry Olbrechts, Director Aerospace Industry Solutions, Simulation and Test Portfolio chez Siemens

Novembre 2021

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