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L’automatique et l’aérospatial : vers le cockpit du futur

Comment rendre une mission spatiale plus autonome et améliorer sa capacité à réagir à des évènements imprévus ou à des situations à risques ? Comment contribuer à l’optimisation du design structural des futurs avions civils pour les rendre plus légers, réduire leurs consommations et diminuer leur impact sur l’environnement ? De façon plus générale, comment modéliser, surveiller, contrôler et garantir la fiabilité et la sécurité des systèmes complexes comprenant les machines instrumentées et informatisées qui nous entourent ? Voilà les questions auxquelles tente de répondre Ali Zolghadri, professeur de classe exceptionnelle de l’université de Bordeaux, chercheur au laboratoire de l’Intégration du matériau au système (IMS - CNRS/Université de Bordeaux/Bordeaux INP) et lauréat de la médaille de l’innovation 2016 du CNRS.

En aéronautique, les matériaux se perfectionnent et les systèmes de contrôle sont toujours plus performants. Lorsqu’une anomalie survient, les systèmes de surveillance de bord sont capables de la diagnostiquer rapidement et d’y répondre. L’un des défis majeurs aujourd’hui est de concevoir des algorithmes innovants permettant de surveiller ces pannes de façon plus précoce afin de compenser leurs effets encore plus rapidement. L’intérêt est non seulement de pouvoir réagir plus vite en cas de dysfonctionnement, mais également… de moins polluer ! Le design structural des avions civils est en effet étudié pour faire face à des pannes détectables au-delà d’une certaine amplitude. En détectant plus finement ces pannes, il est possible d’optimiser ce design pour alléger l’avion, diminuant ainsi la consommation de carburant, et donc le rejet de gaz à effet de serre…

Ali Zolghadri a notamment travaillé avec Airbus sur les anomalies de fonctionnement des gouvernes, ces volets mobiles qui contrôlent l’attitude de l’avion, liées au système de commandes de vol. Ces travaux ont conduit à des solutions innovantes qui marquent une rupture avec les technologies conventionnelles. Un des algorithmes réalisés est à présent intégré à l’A350, le long courrier de nouvelle génération d’Airbus. Un des axes de son travail actuel est justement centré sur de nouvelles approches de modélisation, d’observation et de surveillance prédictive et d’aide à la décision pour la conception d’un pilote virtuel dans le cockpit du futur. Ce pilote virtuel assisterait les pilotes humains dans la gestion anticipée des situations de vol complexes et à risque. Il s’agit aussi de contribuer à réduire le taux d’accidents d’avion de façon significative, ceci malgré la croissance constante du trafic aérien, qui double tous les dix ans. Les défis techniques et scientifiques à relever sont encore très nombreux et de taille : complexité et passage à l’échelle des solutions algorithmiques, couverture des situations défaillantes et optimisation des ressources de contrôle à bord, fiabilité et robustesse du système, etc.

Extrait du dossier de presse L’ère de l’automatique, à l’occasion d’IFAC 2017

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