Depuis plusieurs années, certaines entreprises du secteur aéronautique ont progressivement renforcé leur capacité technologique de conception de véhicules aériens sans pilote ou SATP. L’acquisition de ces connaissances s’est principalement axée sur la participation à des programmes de recherche et de développement ou sur le lancement de projets industriels, de sorte que chaque entreprise a pu faire évoluer son propre savoir-faire pour mettre au point des plateformes à voilure fixe ou tournante destinées à des applications variées.
L’aéronef en soi n’est autre qu’un « moyen », le but final du SATP étant la mission.
En toute certitude, cette période a donné lieu à des opportunités d’application des enseignements tirés qui ont permis de consolider chaque progrès accompli. En règle générale, chaque défi relevé a permis d’améliorer les processus de développement des SATP, tout particulièrement à l’égard de la phase de conception, qui est celle sur laquelle les réflexions qui suivent vont se focaliser.
Le premier point à souligner réside dans le fait que l’aéronef en soi n’est autre qu’un « moyen », le but final du SATP étant la mission, c’est-à-dire l’opération à réaliser avec la plateforme, et c’est justement cet aspect qui doit conditionner l’ensemble de la conception. La nature de la mission permet de développer les spécifications souhaitées pour l’aéronef, mais aussi de commencer à cibler et à délimiter les principaux paramètres de conception :
- Caractéristiques générales : voilure fixe/tournante, capteurs de charge utile, système de lancement et récupération, etc.
- Performances : vitesse de croisière, plafond, autonomie nécessaire, opération au niveau de la mer ou en altitude, etc.
- Processus de fabrication : prototypes nécessaires, matériaux, nombre de versions différentes à mettre en œuvre, etc.
- Type de groupe motopropulseur : électrique, explosion, pile à hydrogène, mixte, etc.
Dans le domaine des SATP, la liberté de conception est assez large et les références ou modèles standardisés permettant à l’ingénieur de tabler sa conception sur des développements antérieurs sont peu nombreux, tout particulièrement pour ce qui est des avions de classe I et, dans une moindre mesure, pour ceux de classe II. Il est par conséquent recommandé de disposer d’une équipe de travail pluridisciplinaire mais néanmoins spécialisée par domaines techniques (aérodynamique, groupe de propulsion, système de commande ou de communication, entre autres) afin que les membres de l’équipe puissent conjuguer leurs compétences et aptitudes.
Bien entendu, la connaissance des normes internationales et de la réglementation nationale spécifique à chaque projet est primordiale pour poser des restrictions au niveau de la spécification du système. La masse maximale au décollage (MTOW) et les plages de communication autorisées en fonction de la zone géographique survolée par l’aéronef en sont des exemples manifestes.
Il est toujours recommandé d’envisager le projet de développement d’un nouveau SATP en adoptant une approche flexible vis-à-vis du point de conception, ce dernier étant entendu comme le rapport puissance-poids (pour dimensionner le bloc de propulsion de l’aéronef) et la charge alaire (pour déterminer la surface alaire nécessaire à l’aéronef). Cette souplesse est particulièrement critique lorsque le véhicule est amené à se déplacer à proximité des frontières au niveau desquelles le poids peut modifier la classe ou la catégorie de l’avion en fonction de la réglementation. Les calculs effectués sont toujours théoriques, même si ces derniers doivent ensuite être confirmés par des essais sur terre et en vol. C’est pourquoi il s’avère nécessaire de conserver des marges de conformité appropriées et d’avancer des considérations justifiées à propos du sous-dimensionnement ou surdimensionnement du point de conception et de sa répercussion sur le respect des spécifications. Il est donc fondamental que la conception s’articule autour d’un processus itératif qui permette de corriger les erreurs et de proposer des solutions alternatives.
Ces hypothèses techniques de la phase de conception doivent être recoupées à l’occasion de plusieurs campagnes d’essais, aussi bien structurels que fonctionnels, réalisés sur terre et en vol, en utilisant des prototypes plus ou moins complets dans l’objectif de vérifier la conformité vis-à-vis des spécifications et de valider les performances ainsi que les comportements de l’avion (roulements au décollage et à l’atterrissage dans ses différentes configurations, enveloppes de vol, poids, angles d’attaque, autonomie, etc.).
Pour finir, la fabrication d’une maquette numérique complète en 3D de l’aéronef est de grande utilité pour optimiser et résoudre les points de rencontre et interférences des différents sous-systèmes, ainsi que pour fournir les informations nécessaires au processus de fabrication et de montage. Bien utilisés, ces outils permettent de mettre en œuvre une ingénierie simultanée dès les toutes premières phases du plan conceptuel, tout en favorisant le contrôle de la configuration des pièces, en fournissant des estimations théoriques du poids et en simplifiant grandement l’élaboration de la documentation pour la fabrication.
