Ingénierie des systèmes d’essais au sol

La fabrication d’un avion est un projet si complexe que des milliers de personnes sont amenées à travailler de manière coordonnée à l’exécution d’une multitude de tâches : étude de marché, conception, fabrication, essais, maintenance, etc. Des départements spécialisés sont indispensables pour une mise en œuvre efficace de toutes ces activités. Cet article traite de l’un de ces départements, celui d’ingénierie des systèmes d’essais au sol.

L’aviation est le moyen de transport le plus sûr qui soit, et ce, en partie grâce au travail des ingénieurs de systèmes, qui sont les personnes chargées de veiller à ce que tout fonctionne comme prévu.

Pour commencer, il convient de comprendre la signification exacte du terme « ingénierie des systèmes ». Selon le dictionnaire, le terme « ingénierie » est « l’ensemble des connaissances axées sur l’invention et l’utilisation de techniques pour l’exploitation des ressources naturelles ou pour l’activité industrielle ». Concernant le terme « système », la signification qui se rapproche le plus du domaine d’action qui nous intéresse est la suivante : « ensemble de choses qui, associées entre elles de façon ordonnée, contribuent à la poursuite d’un but déterminé ». L’ingénieur de systèmes peut donc être défini comme la personne chargée de connaître la façon dont les différents composants de l’avion fonctionnent et interagissent entre eux.

La construction d’un avion passe par l’assemblage d’un grand nombre de pièces et d’équipements différents. Ces éléments sont généralement fabriqués par des entreprises extérieures, appelées fournisseurs, qui possèdent leurs propres installations et qui peuvent se trouver dans différents pays. Avant que leur produit ne soit livré à la chaîne d’assemblage final, celui-ci est soumis à une série d’essais pour en garantir le bon fonctionnement. L’ingénieur d’essais d’un fournisseur ne prend en charge que les tests réalisés sur les équipements de ce prestataire. En revanche, l’ingénieur de systèmes doit tenir compte du reste des éléments de l’avion. Un ingénieur responsable d’un fournisseur de lampes, par exemple, se limite à vérifier que la lumière s’allume lorsque la tension appropriée est délivrée dans les câbles d’alimentation, tandis qu’un ingénieur de systèmes s’assure que, à l’issue de la pression d’un bouton concret en cabine, un voyant lumineux s’allume sur l’écran de navigation et que, si un système de passivation est inactif, la lumière finit par s’allumer.

L’ingénieur de systèmes qui se consacre aux essais au sol est par conséquent responsable de la vérification fonctionnelle des équipements pendant leur processus d’installation dans l’avion. L’attribut « au sol » est employé pour faire la distinction avec la phase au cours de laquelle l’avion a commencé à voler, qui est désignée sous le nom de « ligne de vol ».

L’objectif des essais est de garantir le fonctionnement des systèmes ainsi que leur qualité. Il n’est pas nécessaire de vérifier toutes les fonctions de tous les équipements pendant l’assemblage final ; ce contrôle est parfois garanti par le certificat des essais réalisés par le fournisseur. Dans de tels cas, l’ingénieur de systèmes se contente de vérifier le strict nécessaire, à savoir que l’équipement s’allume dans l’exemple qui nous occupe.

Les deux principales missions de l’ingénieur de systèmes sont les suivantes :

• Rédiger les essais.

• Identifier, le cas échéant, la cause des défaillances rencontrées pendant l’exécution des essais. Ce processus est connu sous le nom de troubleshooting ou diagnostic des pannes.

L’ingénieur de systèmes ne travaille pas seul, puisqu’il collabore avec d’autres départements et intervenants dans un ordre bien précis :

• Le concepteur d’un équipement, d’un système, d’une aérostructure ou d’un engin, qui établit les exigences à vérifier une fois l’élément terminé, afin de démontrer qu’il est capable d’assurer la fonction à laquelle il est destiné.
• L’ingénieur de systèmes d’essais au sol, qui conçoit les essais fonctionnels visant à vérifier les exigences susmentionnées.
• Les ingénieurs de moyens d’essai et outillage, qui fournissent les moyens nécessaires à l’exécution des essais.
• Pour finir, l’ingénieur de systèmes consulte le département de production, qui se charge d’exécuter les essais. Si la cause d’une erreur observée n’est pas évidente, celle-ci est communiquée aux ingénieurs qui se chargent de l’analyser et de lancer le processus de troubleshooting.

L’ingénieur de systèmes adapte les essais aux moyens techniques disponibles dans le centre responsable de leur exécution. S’il le juge pertinent, il peut toutefois demander au département des moyens d’essai de faire l’acquisition ou de fabriquer les équipements nécessaires.

Les systèmes de l’avion peuvent être classés de nombreuses façons : en fonction de leur typologie, selon leur fonctionnalité, etc. L’un des classements les plus importants, utilisé comme norme aéronautique dans la pratique, est celui qui a été dressé par l’ATA (Air Transport Association, une association privée de transport aérien des États-Unis) en 1956, baptisé l’ATA 100. Dans ce classement, les systèmes de l’avion sont fondamentalement numérotés de 00 à 100. Le pilote automatique, par exemple, est l’ATA 22, tandis que le train d’atterrissage est l’ATA 32.

Par ailleurs, les ingénieurs de systèmes sont généralement spécialisés dans une technologie particulière :

• Avionique/navigation/mission: systèmes électroniques chargés de l’aide à la navigation, systèmes de communication interne/externe, systèmes de défense, pilote automatique, etc.
• Électricité: systèmes chargés de produire et de distribuer l’énergie électrique, feux et éclairages intérieurs/extérieurs, etc.
• Chargement: systèmes électroniques et mécaniques chargés du transport de charges.
• Pneumatique/carburant: air conditionné et refroidissement, système d’oxygène, antigel, carburant, inertage des réservoirs à l’azote, etc.
• Hydraulique/commandes de vol: systèmes chargés de déplacer les commandes de vol ou d’autres éléments comme les portes, la rampe de chargement, etc.

À l’intérieur d’une même technologie, le type d’éléments à vérifier peut être varié : faisceaux de câbles électriques, tuyaux, flexibles, équipements, soupapes, etc. Ceci permet de regrouper les essais fonctionnels en d’autres sous-catégories :

• Électricité
• Mécanique
• Étanchéité
• Fonctionnalité
• Réglages et ajustements mécaniques
• Rodage des réacteurs/APU (groupe auxiliaire de bord)
• Parties extérieures avec réacteurs arrêtés/allumés
• Carburant

Le président La technologie CARBURANT, par exemple, peut regrouper des essais à sec qui peuvent être électriques ou fonctionnels, mais aussi d’autres essais faisant intervenir le carburant proprement dit.

Les essais doivent être réalisés dès que la fonctionnalité à vérifier est installée pour en garantir l’accessibilité. C’est pourquoi le processus d’essai doit être intégré au processus d’assemblage de l’avion, appelé Build Process, puisque, au fur et à mesure de la fabrication, les ouvertures dans la structure sont progressivement recouvertes par des panneaux et des parois. Cette condition revêt une importance toute particulière pour les essais à réaliser sur les systèmes hydrauliques et pneumatiques.

Tous les essais et le résultat de leur exécution doivent être consignés à l’aide d’un processus de gestion documentaire, que ce soit par le biais d’un document sur papier ou d’un enregistrement moyennant un système informatique. L’informatisation des essais fonctionnels simplifie les tâches suivantes :

• Édition
• Exécution
• Gestion
• Enregistrement et analyse des résultats
• Collecte des données des armoires électriques complexes raccordées aux interfaces de l’avion pour l’acquisition et la stimulation de signaux

La liste des essais fonctionnels d’un avion dépend de son équipement, qui, à son tour, dépend de la version de l’aéronef. À titre d’exemple, un avion de patrouille maritime n’est pas soumis aux mêmes essais qu’un engin de largage de parachutistes.

Il s’avère parfois impossible d’exécuter un essai tel qu’envisagé, auquel cas un nouvel essai doit être conçu. Ce retest vient alors remplacer l’essai initialement prévu. Cette situation peut se présenter pour différentes raisons : retards dans l’exécution de la planification prévue, problèmes rencontrés avec les moyens d’essai, défauts pendant ou après l’exécution de l’essai, etc. En règle générale, le retest vient remplacer des essais de la même usine, mais l’essai à répéter dépend parfois d’un autre centre de production ou d’un fournisseur. Le cas échéant, l’usine en possession de la pièce objet de l’essai doit concevoir un retest adapté à ses installations et à ses accès, celui-ci devant garantir la même vérification ou, tout du moins, une vérification équivalente à celle de l’essai d’origine.

L’aviation est le moyen de transport le plus sûr qui soit, et ceci est dû, en partie, au travail des ingénieurs de systèmes, qui sont les personnes chargées, comme nous avons pu le voir, de veiller à ce que tout fonctionne comme prévu.