
Le Magazine de Polytechnique Montréal
Partenariat Polytechnique Montréal-Safran : un moteur d’innovation technologique pour l’aérospatiale
Grand dossier Partenariat Polytechnique Montréal-Safran
Depuis une décennie, Polytechnique Montréal et Safran, groupe international de haute technologie opérant dans les domaines de la propulsion et des équipements aéronautiques, de l’espace et de la défense, mènent ensemble de fructueuses recherches visant le développement de technologies de rupture pour l’aérospatiale.
Ce partenariat stratégique a franchi une nouvelle étape avec la création de deux chaires inaugurées en avril dernier : la Chaire industrielle Safran de fabrication additive des composites à matrice organique (FACMO), dirigée par le Pr Daniel Therriault, et la Chaire industrielle Safran de traitements acoustiques passifs plurifonctionnels pour structures composites de turboréacteurs (TAPPIS), dirigée par la Pre Annie Ross. Les deux Chaires bénéficient d’investissements multiples totalisant 15,2 millions de dollars et mobiliseront plusieurs experts montréalais ainsi que près de 80 étudiants.

Les rejets carbone dans la ligne de mire
« La grande priorité qui mobilise l’ensemble de l’industrie aérospatiale est la réduction de l’empreinte environnementale des avions », déclare Stéphane Cueille, directeur du Groupe R&T et Innovation de Safran, un observateur privilégié des grands enjeux technologiques du secteur aéronautique.
Une nécessité confirmée par les chiffres : actuellement, le secteur représente environ 2 % des émissions mondiales de CO2 d’origine humaine. Or, le trafic aérien devrait être multiplié par deux d’ici 20 ans. « Les acteurs de l’industrie, compagnies aériennes, aéroports et manufacturiers, se sont engagés à atteindre une croissance neutre en carbone en 2020 et ils visent en outre une réduction de 50 % des émissions de CO2 d’ici 2050 », poursuit M. Cueille.
Des avions moins gourmands
Ces ambitieux objectifs de diminution de rejets carbonés demandent des avions moins gourmands en carburant et donc plus légers. Le groupe Safran est aux avant-postes de la recherche en solutions technologiques pour diminuer la masse des appareils.
Le Groupe s’est notamment constitué un pôle d’excellence dédié aux technologies composites. « Le développement de matériaux composites est une piste pour l’avenir, notamment pour les moteurs d’avions, indique Stéphane Cueille. L’utilisation des matériaux composites permet en effet d’importantes réductions de poids, ainsi qu’une meilleure résistance des pièces à la corrosion. »
Selon lui, l’industrie cherche également à réduire son utilisation de carburants fossiles. Le groupe Safran s’est ainsi engagé dans la recherche en biocarburants durables et explore différentes possibilités de développement de systèmes de propulsion hybrides utilisant l’énergie électrique et l’hydrogène.
Plus de numérique, plus d’électrique, plus de confort en vol
L’assistance numérique est appelée à jouer un rôle de plus en plus grand pour le pilotage, constate Stéphane Cueille. « Sur les vols courts, par exemple, il sera sans doute habituel, dans un avenir plus si lointain, de n’avoir plus qu’un seul pilote aux commandes, assisté par des systèmes intelligents. »
Il anticipe également le développement de nouveaux usages de la mobilité aérienne, tels que des véhicules urbains électriques volants. Parallèlement, l’électrification des fonctions dans les aéronefs va en croissant. « Toutes ces évolutions doivent s’opérer en garantissant des conditions de sûreté et de sécurité maximales. Aux défis technologiques s’ajoutent bien sûr des enjeux de réglementation. »
La volonté d’améliorer l’expérience de vol des passagers et du personnel navigant se traduit pour Safran en besoin d’innover dans les composants électroniques dédiés pour gérer les différents systèmes comme l’éclairage de cabine, la ventilation, les composants sanitaires, etc. Il faut répondre de plus à la demande de divertissement en vol de plus en plus personnalisé.
« Notre industrie a d’importants enjeux de connectivité à résoudre, observe M. Cueille. D’une part, pour alimenter les services de divertissement en vol, de même que les services d’opérations en vol et l’amélioration de la cabine. D’autre part, pour assurer la transmission en temps réel des données générées par les systèmes à bord. Leur exploitation efficace peut améliorer les opérations au sol et même donner lieu à tout un éventail de nouveaux services. »
Une alliance génératrice d’innovations, de savoir-faire et d’expertises
Safran s’est engagé dans des programmes de recherche et développement de grande ampleur, représentant des dépenses de près de 1,5 milliard d’euros en 2018. Et dans la course vers l’avion plus léger, plus propre, plus silencieux et plus fiable, Polytechnique Montréal est devenue pour le groupe un partenaire universitaire stratégique de premier plan à l’échelle mondiale.
Les équipes de R & D de Safran et de Polytechnique collaborent en recherche, conception et développement de technologies de base qui augmentent les performances des avions. Plus particulièrement, elles visent la réduction de la masse des appareils, l’amélioration des aspects acoustiques ainsi que l’électrification des systèmes. Cette collaboration génère des projets de nouveaux matériaux composites ainsi que des procédés de production par fabrication additive de pièces avec ces composites.
En tant que partenaire industriel, Safran inscrit sa collaboration dans la durée et s’implique en profondeur dans les projets. « Notre participation à des projets stratégiques comme nous en développons avec Polytechnique va en effet bien au-delà de la livraison d’un cahier des charges, souligne Stéphane Cueille. À chaque étape des projets, nos encadrants interagissent personnellement avec chacun des chercheurs et des étudiants impliqués. Comme le vaste bassin de compétences réunies à Polytechnique et l’esprit de collaboration régnant entre ses chercheurs permettent de réaliser les projets en mode pluridisciplinaire, les étudiants acquièrent une compréhension précise de nos besoins. Les interactions avec les intervenants sont très stimulantes, car elles nous fournissent des réponses aux questions scientifiques et techniques que nos équipes peuvent se poser, et mêmes à celles que nous n’avions pas imaginées ! »
Certains des projets auxquels ont contribué les chercheurs de Polytechnique ont déjà permis de faire des avancées significatives. Par exemple, les composites 3D développés il y a une quinzaine d’années sont aujourd’hui utilisés dans le moteur LEAP équipant l’Airbus A320neo, le Boeing 737MAX et le C919 de Comac.
« Développer des technologies de rupture pour répondre aux enjeux du marché de l’aéronautique de demain, c’est comme avoir deux ou trois coups d’avance dans une partie d’échecs. Et cela n’est possible qu’avec des partenaires qui comprennent nos enjeux et qui sont en mesure de nous accompagner jusqu’au stade industriel, tout en se montrant proactifs dans l’exploration de nouvelles voies. Polytechnique Montréal est un de ces partenaires-là », conclut Stéphane Cueille.