Airbus allège les avions grâce à une technologie que nous comprenons à peine

Le design génératif est l’avenir du design. Et ça arrive vite.

L’Airbus A320 est une grosse machine. Pesant 83007 kg à pleine charge, l’avion doit être assez solide pour résister aux forces constantes du vent, mais assez léger pour être économique à exploiter. Chaque kg coûte du carburant : Votre ordinateur portable de cabine coûte en fait 33 centimes de plus à une compagnie aérienne en essence, par exemple, et un magazine coûte un centime de plus.

Les progrès apportés par des décennies d’ingénierie aéronautique ont plus ou moins plafonné, c’est pourquoi Airbus s’est associé à la société de logiciels de conception et d’ingénierie Autodesk pour concevoir les avions du futur d’une nouvelle manière. Les deux sociétés utilisent un outil appelé conception générative – essentiellement un logiciel de programmation avec toutes sortes de paramètres physiques – et lui commandent d’élaborer une conception autour de ces règles. La conception générative peut faire n’importe quoi, de la forme d’une chaise super solide mais minimale au calcul de rapports poids/résistance extrêmement complexes dans des pièces d’avion qu’un cerveau humain ne pourrait envisager.

[Photo : Airbus]

Jusqu’à présent, Airbus a utilisé la conception générative pour développer une « cloison bionique » imprimée en 3D pour les cabines d’avion qui est 45% plus légère mais 8% plus résistante que tout ce qu’elle a utilisé jusqu’ici. Mais l’entreprise va encore plus loin. Elle applique maintenant des outils de conception générative pour réinventer de nombreuses autres parties de ses avions, de la dérive verticale (cette grande dérive qui se trouve à l’arrière d’un avion à réaction – maintenant 20 % plus légère qu’auparavant) aux pieds de ses sièges, à l’aménagement intérieur de la cabine et à la façon dont ses usines sont conçues pour optimiser la production et la rentabilité.

Voici comment fonctionne le design génératif : Un ingénieur peut spécifier qu’une nouvelle pièce plane doit se connecter à deux composants structurels spécifiques d’une manière très particulière et gérer une force spécifique. De là, le logiciel peut considérer toutes les façons de satisfaire ces exigences, telles que les structures à micro-réseaux uniques et autres sous-structures très précises qui peuvent être imprimées en métal ou forgées en acier.


[Photo : Airbus]

« Un humain ajouterait des cross bracing transversaux, ajouterait du soutien ou de l’épaisseur lorsqu’il le jugerait nécessaire. Avec la conception générative, vous pouvez créer une sorte de géométrie algorithmique « , explique David Benjamin, directeur de la recherche chez Autodesk. « Au lieu de commencer par la forme entière, puis d’ajouter des éléments de soutien, vous pouvez littéralement faire pousser une forme dans la[bonne empreinte] et la charge. C’est une logique totalement différente. »

[Image : Autodesk]

Ensuite, l’IA lance des centaines ou des milliers d’options, qui ont toutes leurs attributs de force par rapport au poids. Un ingénieur peut étudier les conceptions pour choisir celle qui présente le meilleur équilibre. Et en cours de route, l’IA elle-même peut apprendre de son propre travail, en ajustant ses conceptions au fur et à mesure qu’elle progresse.


[Photo : Airbus]

Parfois, ce réglage est très simple : avec le logiciel Autodesk, développé au cours des quatre ou cinq dernières années, un ingénieur peut contrôler pour minimiser le poids ou les contraintes structurelles. Mais avec Airbus, Autodesk expérimente l’ajout de variables uniques et complexes à sa plate-forme. Pour être honnête, tout ce qui est possible commence à ressembler davantage à de la conception automatisée qu’à de l’ingénierie. « Dans le cas d’un bâtiment ou d’un avion, il faut penser au confort des personnes à l’intérieur, à la consommation d’énergie pour créer les matériaux qu’il contient, à l’efficacité ou au montant des coûts de production « , poursuit Benjamin. « La conception générative est le meilleur processus pour gérer toute cette complexité. Elle devient de plus en plus précieuse au fur et à mesure que vous ajoutez de la complexité. »


[Image : Autodesk]

Airbus prévoit actuellement la construction d’une nouvelle usine de moteurs à Hambourg, en Allemagne, où elle ouvrira ses portes l’année prochaine. Avec l’aide d’Autodesk, elle applique un logiciel génératif à l’architecture de son usine, en l’ajustant autour de 10 paramètres, allant de l’efficacité du lot (les géométries de base et les flux humains de l’espace) à sa durabilité (l’efficacité énergétique, les modalités de transport, et même le confort thermique du bâtiment). Le logiciel a créé deux options que l’entreprise est en train de considérer : l’une est une disposition rectangulaire plus typique, l’autre, un polygone géométriquement efficace.

[Image : Autodesk]

Autodesk consacre actuellement un temps exorbitant à la programmation sur mesure de ces outils de conception générative pour Airbus en particulier. Mais grâce à ce travail, ces outils seront de plus en plus automatisés dans les années à venir, et c’est ce qui est prometteur non seulement pour Airbus, mais aussi pour les autres entreprises qui pourraient adopter le logiciel Fusion 360 d’Autodesk.

« Quand nous faisions la première partition bionique,[conception générative] n’était pas facilement accessible à la plupart des clients. C’était plutôt expérimental. La question était de savoir si on pouvait faire ça pour une aile. Et c’est la même chose pour l’exemple architectural de l’usine « , explique Benjamin. « Mais toujours, nous avons l’œil pour l’adoption et l’utilisation de masse. Maintenant, les premières choses que nous faisions dans la première partition sont relativement clés en main. »

En d’autres termes, aujourd’hui, un algorithme dans un logiciel commercial peut concevoir une pièce d’avion. Demain, il concevra une usine entière. Et dans 20 ans… qui sait ? Peut-être qu’on aura enfin toute une industrie de jetpacks personnels.

Via Fastcompany

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