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Partenariat recherche-industrie

Olivier Lapirot - 25/03/2014

Vers des avions plus sobres

Grâce au soutien de l'équipe Commands, la start-up Safety Line, propose à l’industrie aéronautique une solution pour optimiser les phases de décollage. Objectif : réduire la consommation de carburant.

Fin 2014, les avions consommeront peut-être moins de carburant lors des phases de décollage. Derrière cette annonce aux enjeux financiers considérables, les travaux menés pas l'équipe Commands d'Inria Saclay, dans le cadre d'un partenariat noué avec la start-up Safety Line, spécialisée dans les solutions logicielles pour la gestion des risques opérationnels et techniques dans le domaine du transport aérien. A l'origine de cette collaboration de six mois qui s'est achevée en février dernier, un échange lors des rencontres thématiques iMatch, organisées par Inria pour susciter des échanges entre ses équipes et les entreprises. « Notre problématique était de réduire la consommation de carburant de l'avion durant le vol , explique Karim Tekkal, directeur technique de Safety Line. La méthode proposée par l'équipe Commands pouvait y répondre. » L'équipe Commands, qui travaille sur l'optimisation des systèmes dynamiques, a d’abord procédé à l'analyse mathématique du problème. Décrit sous la forme d'un critère à optimiser et de contraintes à respecter, l’analyse ouvre vers une solution logicielle qui calcule, au fil du temps, les meilleures décisions à prendre pour parvenir aux objectifs fixés.
 

Des forces en jeu à modéliser

En l'occurrence, il s'agissait de se concentrer sur la phase de décollage de l'avion, très consommatrice en carburant, et de déterminer, la vitesse et l'inclinaison de l'appareil permettant de consommer le moins. Pour maîtriser tous les paramètres, il a fallu numériser les forces qui s’exercent sur l’appareil durant la montée.

Simulation de trajectoire sous Bocop - Paramètres de vol de l'avion

« Il n'existe pas de formule simple traduisant ces forces , rappelle Pierre Martinon, chargé de recherche au sein de l'équipe Commands. En plus de la gravité terrestre, trois autres forces entrent en jeu : la traînée, la portance et la poussée. Pour trouver la formule de  chacune, la première étape a consisté à analyser les données des vols aériens que possèdent Safety Line, les informations enregistrées à bord chaque seconde, comme l'altitude, la vitesse, la consommation de carburant de chacun des réacteurs, l'angle d'inclinaison de l'appareil. Une fois que les formules de chaque force ont été choisies, nous avons pu débuter l'identification de paramètres pour que l'écart entre le modèle théorique et les mesures réelles soit le plus minime possible. » Cette tâche a été confiée à Bocop, la boîte à outils logicielle open source développée par l'équipe depuis 2011 pour des domaines aussi variés que le transport, l'énergie, ou  la biologie. « Les utilisations habituelles de Bocop relèvent plus de l'exercice académique , témoigne Pierre Martinon. Ce cas industriel nous a permis de valider l'outil et de l'améliorer. »

Une économie espérée jusqu'à 2% de carburant

Safety Line doit maintenant tester la solution logicielle en conditions réelles. Un pilote va ajuster le vol en fonction des indications fournies par le logiciel d'optimisation. La phase d'industrialisation démarrera dans la foulée, pour un déploiement dans six mois chez les compagnies aériennes. Le gain attendu est de 1 à 2 % de carburant pour un vol moyen courrier. Avec à la clé une économie substantielle pour les compagnies aériennes et une diminution des émissions de gaz à effet de serre. L'entreprise Safety Line souhaite ne pas en rester là. « Notre objectif désormais est de nous engager à plus long terme avec Inria » indique Karim Tekkal. Un nouveau contrat entre les deux partenaires est en cours de finalisation.

Mots-clés : Collaboration Transfert de technologie Optimisation Commands Industrie Safety Line

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