Aéronautique

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De grands défisRappel des donnéesAxes de développement1. Electronique & Electricité- Gestion du trafic- Réseaux- Avion plus électrique- Multimédia2. Structure et procédés- Structure- Matériaux & Procédés3. Environnement- Contexte- Propulsion- Architecture4. Supersonique• Parmi les différentes activités liées à l’industrieaéronautique:Construction d’aéronefs civils et militairesConstruction d’hélicoptèresEngins spatiauxDéfense et sécurité• La présente étude se limitera au secteur civil, secteurindustriel qui est en forte croissance et se trouveaujourd’hui confronté à des défis majeurs :Conclusionmultiplication par 2 du trafic (+ 5% par an) déséquilibre € / $nouvelles concurrences en émergencecontraintes environnementales>INPI le 04 12 2007


Réseaux de commandes de volRappel des donnéesAxes de développement1. Electronique & Electricité- Gestion du trafic- Réseaux- Avion plus électrique- Multimédia2. Structure et procédés- Structure- Matériaux & Procédés3. Environnement- Contexte- Propulsion- Architecture4. SupersoniqueConclusionAugmentation globale ces dernières annéesForte hausse US 2000-200250% des brevets déposés par des pays européens protocole AFDX (Avionics Full Duplex) = une même voie pour plusieurs types de signaux Faire face à la hausse de la consommation électrique à bordDépôts français dans les réseaux pour l'avioniqueDépôts mondiaux dans les réseaux pour l'avionique40Européens…180…dont français35160Américains30140Asiatiques2512010020801560104052001997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 200701997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005>INPI le 04 12 2007


Le multimédia à bordRappel des donnéesAxes de développement1. Electronique & Electricité- Gestion du trafic- Réseaux- Avion plus électrique- Multimédia2. Structure et procédés- Structure- Matériaux & Procédés3. Environnement- Contexte- Propulsion- Architecture4. SupersoniqueConclusionAccéder en vol à Internet en haut débitAccessibilité aux réseaux (satellitaire ou terrestre)Valeur ajoutée que peut apporter une compagnie aérienne à ses passagers Concentration des flux de données reçus ou émis par les passagers réseaux haut débit par fibre optique réseaux dérivés du WiFi ou du WiMaxDépôts mondiaux dans le multimédia à bord70Européens60AméricainsAsiatiques504030201001997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005>INPI le 04 12 2007


Axes de développementRappel des donnéesAxes de développement1. Electronique & Electricité- Gestion du trafic- Réseaux- Avion plus électrique- Multimédia2. Structure et procédés- Structure- Matériaux & Procédés3. Environnement- Contexte- Propulsion- Architecture4. SupersoniqueConclusion1. Electronique & Electricité- Gestion du trafic- Réseaux- Avion plus électrique- Multimédia2. Structure et procédés- Structure- Matériaux & Procédés3. Environnement- Contexte- Propulsion- Architecture4. Supersonique>INPI le 04 12 2007


Structure, matériaux et procédésRappel des donnéesAxes de développement1. Electronique & Electricité- Gestion du trafic- Réseaux- Avion plus électrique- Multimédia2. Structure et procédés- Structure- Matériaux & Procédés3. Environnement- Contexte- Propulsion- Architecture4. SupersoniqueConclusion807060504030Enjeu : performances élevées pour masse réduiteHausse des dépôts aux US en 2002, en Europe en 2004(2 fois plus de dépôts en France depuis 2005)Optimisation des différentes parties de structure de l’avionDépôts français dans la structure ou le carénage desaéronefstotal structures ou carénagesfenêtre, porte, trapped'évacuationfuselagevoilure250200150100Dépôts mondiaux dans les structuresEuropéens……dont françaisAméricainsAsiatiques20501001997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 200701997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005>INPI le 04 12 2007


Les matériauxRappel des donnéesAxes de développement1. Electronique & Electricité- Gestion du trafic- Réseaux- Avion plus électrique- Multimédia2. Structure et procédés- Structure- Matériaux & Procédés3. Environnement- Contexte- Propulsion- Architecture4. SupersoniqueConclusion Les matériaux composites (renfort + matrice) Les matériaux métalliques : alliages, acier Les composés hybrides : GLARE (alternance de feuilles d’aluminium et de fibresde verre pré imprégnées de résine époxy)Matériaux dans l'A350-900 XWB (source Airbus)Al/Al-Li20%Acier7%Mélange7%Composite52%Titane14%>INPI le 04 12 2007


CompositesAvantages :Rappel des donnéesAxes de développement1. Electronique & Electricité- Gestion du trafic- Réseaux- Avion plus électrique- Multimédia2. Structure et procédés- Structure- Matériaux & Procédés3. Environnement- Contexte- Propulsion- ArchitectureA320Autres pièces• réduction du poids, dela consommation decarburant et de lapollution• excellentescaractéristiquesmécaniques• insensibles à lacorrosion• excellente tenue enfatigue• formes complexes4. SupersoniqueInconvénients :ConclusionExemples de piècessupplémentaires sur A380GlareAutres pièces• coût des compositesélevé• vieillissement en milieuhumidePièces concernées :Radome, volets, empennage arrière, dérive, trappes et portes d’accès aux organes,carénages, aérofreins, aileron, caisson central de voilure, cloison étanche arrière,tronçon arrière, fuselage supérieur, planchers passagers, mâts …>INPI le 04 12 2007


CompositesRappel des donnéesAxes de développement1. Electronique & Electricité- Gestion du trafic- Réseaux- Avion plus électrique- MultimédiaEssentiel des dépôts sur procédés de fabricationet non sur les composants contenus dans les compositesProcédé de fabrication des composites à matrice plastique :- 3 fois plus de dépôts par les européens depuis 1997Procédé de fabrication des composites stratifiés :- forte augmentation sur la période étudiée, en particulier pour les déposantsaméricains et asiatiques.2. Structure et procédés- Structure- Matériaux & Procédés3. EnvironnementDynamisme européen et français, qui ne se traduit pas forcément en dépôts de brevetsAsiatiques : équipementiers experts (Toray : n°1 mo ndial de la fibre de carbone)- Contexte- PropulsionFabrication des composites à matrice plastiqueFabrication des composites stratifiés- Architecture4. SupersoniqueConclusion4540353025Européens……dont françaisAméricainsAsiatiques12010080Européens……dont françaisAméricainsAsiatiques206015401052001997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 200501997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005>INPI le 04 12 2007


Matériaux métalliquesMatériaux :Activité asiatique importante sur le secteur des matériaux.Rappel des donnéesAxes de développement1. Electronique & Electricité- Gestion du trafic- Réseaux- Avion plus électrique- Multimédia2. Structure et procédés- Structure- Matériaux & Procédés3. Environnement- Contexte- Propulsion- Architecture4. SupersoniqueConclusion5045403530252015105Procédés métallurgiques :Tendance à la hausse en France depuis 2004 Alliages :• Aluminium : Al/Cu/Mg , Al/Si/Mg résistant à la corrosion• Nickel• Titane : mât de A380, diminution du poids Avantage : moindre coût des alliages par rapport aux compositesDépôts mondiaux dans les alliages et aciersEuropéens……dont françaisAméricainsAsiatiques18016014012010080604020Dépôts mondiaux sur les procédés métallurgiquesdans l'aéronautiqueEuropéens……dont françaisAméricainsAsiatiques01997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 200501997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005>INPI le 04 12 2007


Revêtements et traitements chimiquesRappel des donnéesAxes de développement1. Electronique & Electricité- Gestion du trafic- Réseaux- Avion plus électrique- Multimédia2. Structure et procédés- Structure- Matériaux & Procédés3. Environnement- Contexte- Propulsion- Architecture4. SupersoniqueConclusionAugmentation globale des dépôts de brevets,surtout aux US et en Asie Revêtement anticorrosion : matériau alternatif au chrome VI par ex : matériaux nanostructurés comportant des nanoparticules454035302520Dépôts mondiaux dans les revêtements et traitementschimiquesEuropéens……dont françaisAméricainsAsiatiques1510501997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005>INPI le 04 12 2007


Axes de développementRappel des donnéesAxes de développement1. Electronique & Electricité- Gestion du trafic- Réseaux- Avion plus électrique- Multimédia2. Structure et procédés- Structure- Matériaux & Procédés3. Environnement- Contexte- Propulsion- Architecture4. SupersoniqueConclusion1. Electronique & Electricité- Gestion du trafic,- Réseaux- Avion plus électrique- Multimédia2. Structure et procédés- Structure- Matériaux & Procédés3. Environnement- Contexte- Propulsion- Architecture4. Supersonique>INPI le 04 12 2007


Contexte environnementalRépartition des polluants (%)Rappel des donnéesAxes de développement1. Electronique & Electricité- Gestion du trafic- Réseaux- Avion plus électrique- Multimédia2. Structure et procédés- Structure- Matériaux & Procédés3. Environnement- Contexte- Propulsion- Architecture4. SupersoniqueConclusionAugmentation du traficÉpuisement des ressourcesContraintes urbainesÉmissions polluantesPour répondre à ces contraintes :Réduction de la masse(matériaux/circuits électriques)Meilleure utilisation de la poussée(gestion du trafic)Réduction du bruitAmélioration de la propulsionArchitecture de l’aéronefHCCONOxProduits de combustionRépartition des émissions de polluants (%)© Federal Aviation Administration Augmentation de l’EFFICACITE GLOBALE del’aéronef pour réduire consommation et bruit>INPI le 04 12 2007Traînées de condensation© NASA


PropulsionRappel des donnéesAxes de développement1. Electronique & Electricité- Gestion du trafic- Réseaux- Avion plus électrique- Multimédia2. Structure et procédés- Structure- Matériaux & Procédés3. Environnement- Contexte- Propulsion- Architecture4. SupersoniqueConclusion Augmenter l’efficacitéRéduction de la vitesse d’éjectionSoufflante de grand diamètreRéduction de la vitesse de rotation de la soufflantePales contrarotatives Réduction du bruitInsonorisation de l’entrée d’airForme de la sortie d’air ÉnergieCarburants de substitutionPile à combustible (APU)>INPI le 04 12 2007


PropulsionRappel des donnéesAxes de développement1. Electronique & Electricité- Gestion du trafic- Réseaux- Avion plus électrique- Multimédia2. Structure et procédés- Structure- Matériaux & Procédés3. Environnement- Contexte- Propulsion- Architecture4. Supersonique400350300250200Nombre de dépôts multiplié par 4Dépôt sur la chambre de combustion x10Dépôts sous priorité française représentent 13% du total des dépôts Augmentation du taux de dilution Amélioration de la combustion InsonorisationDépôts français dans la propulsionPropulsion AéroChambre de combustionEntrée d'airJet / TuyèreAubesDépôts mondiaux dans la propulsion400 Européens…350300250200…dont françaisAméricainsAsiatiquesConclusion150100150100505001997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 200701997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005>INPI le 04 12 2007


ArchitectureAérodynamiqueRappel des donnéesAxes de développement1. Electronique & Electricité- Gestion du trafic- Réseaux- Avion plus électrique- Multimédia2. Structure et procédés- Structure- Matériaux & Procédés3. Environnement- Contexte- Propulsion- Architecture4. SupersoniqueEfficacité aérodynamique de l’aile à tous les régimes de vol Forte portance aux basses vitesses décollage et atterrissage Faible traînée en croisièreAxes de développement Gouvernes Vrillage FlècheConclusion>INPI le 04 12 2007


ArchitectureAérodynamiqueRappel des donnéesAxes de développement1. Electronique & Electricité- Gestion du trafic- Réseaux- Avion plus électrique- Multimédia2. Structure et procédés- Structure- Matériaux & Procédés3. Environnement- Contexte- Propulsion- Architecture4. SupersoniqueLe nombre de dépôts a augmenté de 180% Optimiser les performances de l’avion : Winglets, volets, commandes, … Excellence de l’industrie européenne605040Dépôts français dans les structures aérodynamiquetotal surfaces aérogouvernesvoilureautres carénagesDépôts mondiaux dans les structures aérodynamiques180Européens…160140120100…dont françaisAméricainsAsiatiquesConclusion3020806040102001997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 200701997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005>INPI le 04 12 2007


ArchitectureIntégration des propulseursRappel des donnéesAxes de développement1. Electronique & Electricité- Gestion du trafic- Réseaux- Multimédia- Avion plus électrique2. Structure et procédés- Structure- Matériaux & Procédés3. Environnement- Contexte- Propulsion- Architecture4. Supersonique Technologies classiques– Amortissement des vibrations– Implantation des propulseurs– Limitation de la ponction d’énergie au moteur Aile volante– Grande capacité en volumeConclusion>INPI le 04 12 2007


ArchitectureIntégration des propulseursRappel des donnéesAxes de développement1. Electronique & Electricité- Gestion du trafic- Réseaux- Avion plus électrique- Multimédia2. Structure et procédés- Structure- Matériaux & Procédés3. Environnement 140- Contexte120- Propulsion- Architecture 1004. Supersonique80Conclusion604020Nombre de dépôts multiplié par 738% des dépôts sont d’origine françaiseLa liaison nacelle/aile est critique pour l’amortissement du bruit et la transmissiondes vibrations au fuselage.Dépôts français dans l'intégration des propulseursTotal intégration des moteursdispositions du montage desmoteursnacelleséquipements des moteurs8070605040302010Dépôts mondiaux dans l'intégration des propulseursEuropéens……dont françaisAméricainsAsiatiques01997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 200701997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005>INPI le 04 12 2007


Axes de développementRappel des donnéesAxes de développement1. Electronique & Electricité- Gestion du trafic- Réseaux- Avion plus électrique- Multimédia2. Structure et procédés- Structure- Matériaux & Procédés3. Environnement- Contexte- Propulsion- Architecture4. SupersoniqueConclusion1. Electronique & Electricité- Gestion du trafic,- Réseaux- Avion plus électrique- Multimédia2. Structure et procédés- Structure- Matériaux & Procédés3. Environnement- Contexte- Propulsion- Architecture4. Supersonique>INPI le 04 12 2007


Supersonique1947 : 1er bang sonoreRappel des donnéesChuck Yeager sur Bell XS-1.Axes de développement1. Electronique & Electricité- Gestion du trafic- Réseaux- Avion plus électrique- Multimédia2. Structure et procédés- Structure- Matériaux & Procédés3. Environnement- Contexte- Propulsion- Architecture4. SupersoniqueConclusion2 légendes supersoniques : Concorde et SR71>INPI le 04 12 2007


SupersoniqueDemande dans le monde des affaires pour un moyen de transportsupersonique (SSBJ : Supersonic Business Jet )Rappel des donnéesAxes de développement1. Electronique & Electricité- Gestion du trafic- Réseaux- Avion plus électrique- Multimédia2. Structure et procédés- Structure- Matériaux & Procédés3. Environnement- Contexte- Propulsion- Architecture4. SupersoniqueConclusion3 challenges importants :Bruit à proximité des aéroportsEmissions polluantes en haute altitudeRéduction du bang supersoniqueUn nombre de dépôts restant toutefois modesteLa technologie de rupture qui permettrait d’atténuer le bang sonore est une clé pourpermettre à de nouveaux avionneurs de rentrer sur le marché.35302520Dépôts mondiaux dans le s av ions supe rsonique sEuropéens…… dont FrançaisAméricainsAsiatiques1510501997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005>INPI le 04 12 2007


Rappel des donnéesAxes de développement1. Electronique & Electricité- Gestion du trafic- Réseaux- Avion plus électrique- Multimédia2. Structure et procédés- Structure- Matériaux & Procédés3. Environnement- Contexte- Propulsion- Architecture4. SupersoniqueSupersonique2 compagnies développent des SSBJ :SupersonicAerospaceInternational (SAI) :QSSTSSBJ – Aerion Corp.ConclusionUne technologie prometteuse Quiet spike de Gulfstream>INPI le 04 12 2007


ConclusionUn marché énorme :Rappel des donnéespour les constructeurs en place (Airbus, Boeing, Embraer, Bombardier)Axes de développement1. Electronique & Electricité- Gestion du trafic- Réseaux- Avion plus électrique- Multimédia2. Structure et procédés- Structure- Matériaux & Procédés3. Environnement- Contexte- Propulsion- Architecture4. SupersoniqueConclusionet surtout pour les challengers dont la clé d’entrée est fondée sur lesinvestissements en R&D5 grands enjeux pour demain :L’augmentation du traficL’épuisement des ressourcesLes contraintes urbaines en terme de bruitLes émissions polluantesLe confort du passagerPour répondre à ces enjeux, les axes de travail sont : La réduction de la masse (matériaux/circuits électriques) :Meilleure utilisation de la poussée (gestion du trafic)Réduction du bruitAmélioration de la propulsionArchitecture de l’aéronefMultimédia à bord>INPI le 04 12 2007


ConclusionRappel des donnéesAxes de développement1. Electronique & Electricité- Gestion du trafic- Réseaux- Avion plus électrique- Multimédia2. Structure et procédés- Structure- Matériaux & Procédés3. Environnement- Contexte- Propulsion- Architecture4. SupersoniqueConclusionL’industrie aéronautique française est au cœur de ces avancées avec uneactivité très soutenue au niveau mondial et des tendances de dépôts debrevet à la hausse dans les domaines suivantsl’électronique de bord> Gestion du trafic, instruments de bord 23%> Réseaux de commandes de vol 9%> Gestion électrique à bord 13% certaines parties mécaniques notamment les trains d'atterrissage 34% l’intégration des propulseurs 38%Sans oublier une présence dans des domaines plus en amont et moinsliés au lancement de nouveaux produits : les matériaux utilisés, qu’ils soient composites 23% ou en alliage classique 20% les procédés métallurgiques 13% la fabrication des composites à matrice plastique 12%>INPI le 04 12 2007

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