La modélisation d’un avion dessiné sur papier dans les années 80 devient aujourd’hui, à l’ère digitale, une tâche de titan pour les ingénieurs. ALTEN se voit confier la responsabilité de créer le «jumeau numérique 3D» de l’un des avions commerciaux les plus vendus au monde. Plus de 170 ingénieurs sont mobilisés pour reconstruire par logiciel un avion virtuel 3D à partir de l’architecture des plans 2D.
Airbus A320, Boeing 737 … vous utilisez régulièrement ces avions de ligne modernes. Cependant, développé dans les années 1970 et 1980, l’avion, ses composants et les modèles ont été entièrement conçus et dessinés sur papier. L’intégration des innovations techniques, offrant la possibilité de personnaliser la cabine, la mise en œuvre des technologies AR / VR dans les lignes de production, nécessitent l’existence d’une animation numérique 3D complète représentant l’avion de ligne.
Directeur des projets du Groupe ALTEN, Olivier nous explique pourquoi la re-modélisation 3D est primordiale pour le secteur.
1. Pourquoi le constructeur investit-il dans la modélisation 3D d’un avion déjà conçu ?
Nous digitalisons une famille d’avions mono-couloirs (dit « Single Aisle ») très prisée par les compagnies aériennes. Commercialisée depuis les années 1980, elle totalise plus de 13 000 commandes.
Le succès de la vente de ces avions est toujours au rendez-vous. C’est pourquoi notre client a décidé de continuer leur production tout en apportant plusieurs améliorations :
- Nouveau moteur plus économe et plus performant
- Nouveaux systèmes avioniques (ex : FMS, SATCOM…)
- Nouvelles formes aérodynamiques (modification locale)
Ce processus appelé « Développement incrémental » permet de remettre l’avion, de façon agile, à la pointe des technologies, sans avoir à re-développer et à certifier un avion en entier.
Cependant, cet avion de ligne a été conçu dans les années 80. Il n’y avait pas encore les outils et logiciels modélisation ou de « conception assistée par ordinateur » (CAO) que l’on connaît aujourd’hui.
La définition technique et l’architecture de ces avions ont donc été réalisées sur des plans papier. La géométrie (forme, cotes géométriques, tolérances…) des composants et l’assemblage ont été tracés à la main sur des liasses de plan, avec un rendu en 2D des modèles
Par conséquent, les modifications ne sont pas simples à faire avec ces plans de définition 2D pour le bureau d’études. Sans prototypage, comment savoir si un nouvel équipement serait trop volumineux dans son environnement d’installation ? C’est pourquoi créer une re-modélisation entière de l’avion en maquette 3D par différents logiciels devient une étape indispensable pour la démarche du développement incrémental.
2. Quelles sont les parties qui doivent être intégrées dans la modélisation ?
Toutes ! Le but est de réaliser un jumeau digital 3D de l’avion de ligne (dont la définition repose entièrement sur des plans papier) via logiciel . Cette animation numérique 3D deviendra à terme le référentiel, tant au niveau production qu’au niveau légal.
Nous devons alors reprendre et analyser un à un les plans de définition de différents métiers :
- Aérostructure
- Cabine
- Aménagement des systèmes électriques (câblages, supports, etc.)
- Aménagement des systèmes mécaniques (carburant, air, etc.)
Ensuite, notre équipe se charge de créer au sein de notre studio une modélisation en maquette numérique 3D grâce aux meilleurs outils CAO comme notre logiciel de modélisation dédié, Dassault Catia V5. Nos logiciels CAO sont à la pointe du marché et permettent de créer des représentations précises des différents éléments et pièces.
3. Dit comme ça, c’est simple à faire, non ?
La simplicité est théorique… Les choses deviennent beaucoup plus difficiles quand nous avons l’objectif de fournir une maquette numérique de qualité à notre client.
Au fur et à mesure des années, de nombreux écarts se creusent entre la pièce telle qu’elle a été dessinée sur les modèles par le bureau d’étude, et la pièce fabriquée par l’usine. Les péripéties de production (ex : incompatibilité de la géométrie de la pièce, changement de fournisseur…) vont ainsi créer des écarts entre les plans et lignes tracés il y a 20 ans, et la réalité. Il est donc quelquefois nécessaire de mener des analyses, en comparant les plans de définition d’origine et les données réelles, en se basant sur les calculs de nos logiciels.
4. Comment obtenir ces données réelles ?
Pour combler les lacunes ou les écarts des plans de définition, il faut parfois aller en usine pour retrouver la dimension exacte des pièces ou la référence correcte des câbles utilisés. Il nous est aussi arrivé d’utiliser un scanner 3D pour relever la géométrie des composants et ainsi créer leur rendu afin de mieux voir les détails de chaque pièce.
5. Comment ALTEN s’est organisé pour répondre à ce défi ?
Ce projet de modélisation a été mis en place depuis septembre 2017 et doit s’ achever d’ici décembre 2020. Il nécessite plus de 170 personnes, déployées en équipes dans 4 pays à travers le monde : France, Allemagne, Roumanie et Inde.
Les activités de ces ingénieurs ALTEN sont principalement l’analyse des liasses, la modélisation 3D et la gestion de qualité.
Le front office est composé de nos spécialistes français et allemands. Avec l’aide de différents outils (logiciel de modélisation…), nos experts s’occupent de :
- Préparer les données
- Vérifier les maquettes numériques 3D livrées par nos ALTEN Delivery Centers
- Accompagner la livraison finale à l’avionneur
Les ALTEN Delivery Centers sont basés en Roumanie et en Inde. Ils ont un rôle crucial : la modélisation des pièces (single part), l’assemblage et la livraison des ensembles au Front Office.
Le travail est considérable : rien qu’en 2018, entre 6000 et 7000 pièces ont été modélisées.
Face à ce projet de modélisation 3D colossal, ALTEN a su mettre en œuvre en très peu de temps des moyens matériels (logiciels, outils…) et humains importants (170 personnes en 11 mois) et ainsi absorber l’immense charge de travail tout en restant compétitif. Ce travail d’équipe nécessite une organisation managériale efficace, la pierre angulaire étant la communication entre le Front et le Back Office car il y a une multitude de règles à respecter.
