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Il est donc naturel que ces deux entreprises collaborent étroitement pour transformer en profondeur les processus de fabrication et de construction qui seront utilisés dans l’industrie aérospatiale.

À l’occasion de l’événement Autodesk University organisé à Las Vegas, Airbus révèle comment ils utilisentla conception générative pour faire face aux défis complexes que posent l’ingénierie, l’architecture et les systèmes opérationnels. Résoudre ces défis, c’est donner naissance à des activités plus intelligentes, sources d’une meilleure performance et d’économies, tout en répondant mieux aux besoins des équipes et en atténuant notre impact négatif sur l’environnement.

Ainsi, Airbus réinvente plusieurs composants structurels dédiés aux aéronefs, en s’appuyant sur la technologie de conception générative (Generative Design) d’Autodesk pour concevoir des pièces plus légères qui dépassent les exigences normatives en termes de performances et de sécurité. Dans le secteur, une réduction du poids de l’appareil est un facteur d’économie de carburant. L’adoption de cette approche représente une opportunité de taille pour réduire les effets néfastes du transport aérien sur l’environnement.

Mais Airbus va encore plus loin en étudiant également les processus et les espaces dédiés à la fabrication de ses composants, en mettant en application la conception générative pour concevoir des sites de fabrication certifiés DGNB et LEED. Ceux-ci intégrent des processus logistiques rationalisés qui offrent aux équipes de meilleures conditions de travail et améliorent leur productivité.

Cloison bionique 2.0

En 2015, Airbus présentait pour la première fois un concept inspiré de la conception générative. La « cloison bionique » est la version nouvelle génération de la structure de fixation des strapontins et de la paroi qui sépare le compartiment passagers du galley (office) de l’avion.

Le design initial était des plus prometteurs avec 45 % de poids en moins que son homologue traditionnel, à robustesse égale. Airbus a ainsi estimé que cette nouvelle approche pourrait permettre d’économiser près de 500 000 tonnes d’émissions de CO2 par an si cette dernière était appliquée à ses commandes d’A320 en cours.

L’intention première consistait à fabriquer une nouvelle cloison en s’appuyant sur des techniques de fabrication additive. En raison de l’éventail de variables à prendre en compte sur le marché de la fabrication, ainsi que des contraintes en termes de matériaux, l’utilisation d’une autre technique de fabrication est toutefois devenue évidente. Depuis plusieurs années, Autodesk n’a cessé de perfectionner sa technologie de conception générative, une technologie à présent capable d’optimiser plusieurs méthodes de fabrication avancées au cours de la phase de conception du développement d’un produit.

Grâce à ces progrès, Airbus a ainsi pu créer un moule plastique imprimé en 3D et couler la pièce en alliage déjà homologué pour être utilisé en conditions de vol. Tout aussi robuste et légère que la précédente, la cloison bionique 2.0 peut être fabriquée à grande échelle à un coût plus abordable.

« Grâce à ce nouveau design, la cloison bionique est beaucoup plus viable en termes de production. La production du premier prototype a été lancée que nous espérons terminer avant la fin de l’année », commente Bastian Schaefer, designer chez Airbus en charge de la collaboration avec Autodesk. « Le procédé et la technologie ont évolué. Nous sommes aujourd’hui en mesure de fabriquer des unités à un coût significativement plus bas. »

Airbus prévoit actuellement d’utiliser la conception générative pour repenser d’autres composants structurels de ses avions, notamment le bord d’attaque du stabilisateur vertical (VTP ou plus communément appelé dérive) situé à l’empennage de son A320. Le stabilisateur vertical d’un avion sert à assurer la stabilité directionnelle et à réduire la perte d’aérodynamisme causée par les mouvements latéraux.

La conception générative permet ainsi à l’équipe d’Airbus d’évaluer des centaines d’alternatives qui répondent aux contraintes de rigidité, de stabilité et de poids de du stabilisateur vertical.

L’usine du futur

Les bénéfices de la conception générative appliquée aux composants aérospatiaux ont conduit Airbus à étudier ce que cette technologie pourrait lui offrir à d’autres niveaux. Cette année, l’équipe d’Airbus a entrepris une réflexion sur l’application de la conception générative dans les domaines de la construction, de l’aménagement et des workflows de ses sites de production.

Dans un premier temps, l’équipe a examiné une ligne d’assemblage d’ailes d’A350, impliquant un volume de main-d’œuvre important et l’utilisation d’un éventail d’outils différents. L’objectif ? Identifier de quelle manière une ligne de production pourrait être configurée pour fabriquer différentes variantes d’ailes destinées à plusieurs générations de l’A350 grâce à un emplacement optimisé des outils et des voies de transport, et à une réduction des des engorgements.

S’inspirant du succès de ce projet pilote, Airbus s’attelle aujourd’hui à concevoir une toute nouvelle usine d’assemblage de moteurs, dont la construction est prévue l’année prochaine sur une parcelle de terrain vide située sur son campus à Hambourg, en Allemagne. Airbus cherche ainsi à accélérer l’assemblage des moteurs en s’appuyant sur des flux logistiques plus performants et une satisfaction accrue des équipes, le tout au sein d’une usine modulable , pour répondre à ses besoins actuels et à venir.

L’équipe a ainsi identifié 10 contraintes dont la conception générative a dû tenir compte certaines étant plus importantes que d’autres, à l’instar de la productivité et des coûts.

 Productivité de la parcelle : volume total et proportion d’espace libre utilisable à l’intérieur du périmètre du site et en dehors de l’empreinte du bâtiment

 Coûts liés à la construction : aspects essentiels à l’estimation du coût de construction du bâtiment, notamment l’empreinte totale du bâtiment, le nombre et la taille des structures uniques, et la surface des différents matériaux utilisés sur la façade

 Durabilité : aspects essentiels à la certification DGNB/LEED, notamment une terrasse végétalisée pour les équipes, l’acoustique du bâtiment, le confort thermique, les zones de biodiversité, les surfaces perméables et l’aire de stationnement pour les vélos

 Conditions de travail des équipes : distance (à réduire au minimum)entre les postes de travail et les salles de repos, vues sur les espaces verts extérieurs depuis les salles de réunion, cafétéria, salles de pause et cuisine

 Flux Logistique / Flux Peinture / Flux Moteur (trois contraintes distinctes) : circulation entre les postes tout au long de la séquence de production

 Expérience client : vues depuis le hall d’accueil et d’autres espaces client sur les postes d’assemblage et les espaces verts extérieurs

 Lumière naturelle : quantité de lumière naturelle diffusée au sein des espaces critiques (bureaux, production et expérience client)

 Flexibilité : potentiel d’extension du bâtiment dans le futur, en particulier au sein du périmètre initial du site

La conception générative a offert deux solutions à Airbus qui sont aujourd’hui en cours d’étude : un bâtiment plus grand dôté d’une empreinte atypique ou un réaménagement des éléments existants, s’optimisés pour qu’ils s’insèrent dans une empreinte rectangulaire plus restreinte.

« La conception générative nous aide à développer des conceptions architecturales plus durables qui tiennent mieux compte des facteurs humains et des conditions de travail », indique Bastian Schaefer. « Cette technologie a également élargi notre champ de réflexion ainsi que notre approche en termes de conception en nous permettant de passer outre nos préjugés et nos éventuelles lacunes. Quelle que soit l’approche pour laquelle nous optons, nous savons que notre site de production fonctionnera mieux et sera moins onéreux à bâtir. »

http://www.autodesk.fr/

http://www.airbus.com/