CNRS La lettre innovation

Partenariats, création d'entreprises, brevets, licences, événement... Retrouvez tous les mois les dernières actualités de la valorisation et de l'innovation au CNRS.

Brevets et licences

Embarquement immédiat à bord de l'A350 !

Une méthode de surveillance du système de commandes de vol des avions civils, dite « à base de modèle », développée au sein du Laboratoire de l'intégration, du matériau au système1, en partenariat avec Airbus, a été certifiée pour être embarquée à bord du long courrier de nouvelle génération d’Airbus : l’A350 XWB (eXtra Wide Body). Le premier vol commercial a eu lieu le 15 janvier 2015, opéré par la compagnie Qatar Airways (Doha-Frankfort).

illustration

L’A350 est actuellement l’avion commercial qui a les technologies les plus avancées au monde. Certifié fin septembre 2014, cet avion de ligne long-courrier et gros porteur intègre par exemple une grande proportion de matériaux composites, ce qui permet d’alléger sa structure et donc d’optimiser ses performances. Dans ce contexte de développement d’une aviation éco-efficiente, le laboratoire de l'intégration du matériau au système et le bureau d’études d’Airbus à Toulouse ont développé depuis plusieurs années un partenariat dans le domaine de l’automatique et de la surveillance des systèmes. Plus précisément, depuis 2007, l’équipe Approche Robuste et Intégrée de l’Automatique (ARIA), dirigée par Ali Zolghadri, mène des travaux de recherche pour concevoir des algorithmes de surveillance du système de commandes de vol qui soient performants et robustes, pouvant être utilisés en environnement opérationnel, et susceptibles d’être embarqués dans le cadre des futurs programmes Airbus2.

Le système de commandes de vol électriques est un système embarqué qui calcule et commande les braquages des gouvernes afin de répondre aux ordres du pilote tout en maintenant l’avion dans son domaine de vol autorisé. Certaines pannes du système de commandes de vol peuvent provoquer des charges structurales. La garantie de la détection de ces pannes dans le temps imparti permet d’optimiser le design structural de l’avion et donc de l’alléger. L’intégration de ces technologies innovantes afin de détecter des pannes de plus faibles amplitudes plus rapidement permet ainsi de concevoir des avions plus légers.

Ainsi, plusieurs techniques protégées par des brevets ou demandes de brevets communs à Airbus, au CNRS et à l’Université de Bordeaux, ont fait l’objet depuis début 2009 d'un processus complet de test, validation et vérification en environnement industriel (moyens d’essai d’Airbus à Toulouse). Fin 2012, certaines de ces technologies ont fait l'objet de plusieurs vols d'essai à bord d’un Airbus A380 (environ 70 heures de vol). Il a ainsi été démontré que parmi l’ensemble des algorithmes testés, une technique innovante en particulier répondait à tous les critères de performance et de robustesse décrits dans la réglementation internationale de transport aérien dédiée. Depuis, plusieurs campagnes de tests, de validation et vérification supplémentaires ont été effectuées pour son adaptation et son utilisation sur l’A350. Cette technique est donc désormais intégrée à l’A350 et montre l’aboutissement concret d’un projet de recherche initié il y a plusieurs années.

Au plan méthodologique, la démarche est basée sur l'estimation adaptative des paramètres et de l'état d’un modèle, à base d'une technique de filtrage non linéaire local. Le mécanisme de filtrage opère sur un modèle non linaire de la chaine de contrôle-commande de l’actionneur hydraulique en amont des surfaces de contrôle. L'algorithme d'estimation est basé sur une interpolation polynomiale d'opérateurs linéaires, et offre l'avantage d'une implémentation relativement aisée.

D’autres techniques innovantes sont toujours en cours de développement au sein de l’équipe ARIA pour poursuivre la voie engagée vers le développement d’une aviation de transport éco-efficient de demain.

Pour en savoir plus

1 Laboratoire de l'intégration, du matériau au système (CNRS/Université de Bordeaux/Institut Polytechnique de Bordeaux)
2 Fault Diagnosis and Fault-Tolerant Control and Guidance for Aerospace Vehicles: From Theory to Application. Series Advances in Industrial Control. Zolghadri, A., Henry, D., Cieslak, J., Efimov, D., Goupil, P. 2014, XVI, 216 p.

 
Contact :
Ali Zolghadri / Laboratoire de l'intégration, du matériau au système / ali.zolghadri@ims-bordeaux.fr