Toutes les nouvelles technologies créées par l'industrie aéronautique au cours des 100 dernières années – avions commerciaux, réacteurs, systèmes de positionnement mondial (GPS), satellites météorologiques et de communication, entre autres – ont évolué progressivement, voire lentement. Aujourd'hui encore, la grande majorité des innovations sont plus cumulatives que transformatrices.
Mais avec l'expansion rapide des centres d'innovation axés sur l'aéronautique, le rythme des avancées réellement porteuses de transformation pourrait s'accentuer. Ces écosystèmes de savoir révolutionnaires permettent aux chercheurs de l'industrie et du milieu universitaire de perfectionner la conception et la fabrication de produits digitaux, de créer des technologies et des procédés totalement nouveaux et de booster leur développement.
Selon Tom Captain, ancien vice-président et ancien chef de la pratique Aéronautique et défense de Deloitte Consulting, ces capacités sont essentielles pour l'avenir des entreprises aéronautiques, qui font face à des défis sans précédent.
« L'aéronautique continue d'innover avec succès, mais certains indicateurs troublants montrent que tout n'est pas rose », déclare Tom Captain. « Par exemple, la plupart des innovations de pointe dans l'aéronautique émanent des start-ups, ce qui constitue un signal fort pour les grandes entreprises qu'elles ne devraient pas tenir leur position pour acquise. Elles savent que leur avenir dépendra de leur capacité à suivre le rythme. »
UNE LONGUE LISTE DE DÉFIS AÉRONAUTIQUES
L'industrie souffre d'un lourd passif de livraisons tardives et de dépassements de budget, et les clients, des fabricants OEM aux utilisateurs finaux des plates-formes aéronautiques et des engins spatiaux, demandent aujourd'hui davantage de comptes à leurs fournisseurs. Les compagnies aériennes et les clients militaires incitent leurs fournisseurs à innover davantage, à commercialiser leurs produits plus rapidement et à réduire leurs coûts, tandis que parallèlement, les véhicules aériens de tous types sont de plus en plus complexes.
Les fournisseurs des OEM subissent également des pressions de plus en plus fortes pour orienter leurs opérations vers l'industrie 4.0 — des usines intelligentes et connectées, qui tirent parti de l'Internet des objets (IoT) pour optimiser les taux de production, améliorer la qualité des produits, éliminer les stocks et réduire les déchets.
Les acteurs non traditionnels tels que Blue Origin et Space Exploration Technologies Corporation, mieux connue sous le nom de SpaceX, ont démontré une capacité remarquable à défier les marchés matures, en surpassant les leaders historiques du secteur, notamment dans le domaine du développement de propulseurs d'appoint réutilisables.
« Si l'on réussit à faire évoluer le marché du lancement spatial, cela signifie que tous les marchés peuvent évoluer », explique Andrew Hunter, senior fellow pour le programme de sécurité internationale et directeur du Defense Industrial Initiatives Group au Center for Strategic and International Studies à Washington D.C., un organisme à but non lucratif de recherche en politique.
Quelle que soit leur taille, les fournisseurs du secteur aéronautique doivent également réussir à attirer la nouvelle génération d'innovateurs.
« À l'exception des organisations très agiles telles que SpaceX, qui n'ont pas cette culture d'évitement des risques des entreprises aéronautiques traditionnelles, il devient de plus en plus difficile pour l'industrie de concurrencer les échelles salariales et l'enthousiasme de l'entrepreneuriat des autres secteurs », déclare Tom Captain.
Selon Tom Milon, directeur de The Boston Consulting Group, une société internationale de conseil en gestion basée à Boston, ce type de problématique ne se posait pas il y a dix ans, ou très peu.
Cependant, les centres d'innovation représentent une occasion pour les entreprises de repenser la façon dont ils créent de la valeur pour leurs clients, et fournissent un environnement pour tester de nouvelles approches en matière de fabrication et de conception de produits. « Les centres d'innovation permettront aux professionnels de la R&D de transformer leurs idées en modèles et en systèmes haute fidélité, pleinement opérationnels, avant d'engager des ressources réelles », explique M. Milon.
LES CENTRES D'INNOVATION BOOSTENT LA R&D
Le centre le plus récent se trouve à Wichita, au Kansas, à l'Institut national de recherche aéronautique (NIAR) de l'Université d'État de Wichita (WSU). Le centre se concentre sur le développement et la fabrication de produits avancés, à l'aide d'applications immersives et robotiques, ainsi que sur l'expertise des instituts en matière de matériaux et de simulation.
« Les entreprises du secteur de l'aéronautique qui s'intéressent aux possibilités offertes par le centre sont toujours étonnées de voir tout ce qu'elles peuvent y accomplir. C'est la raison d'être de cet endroit : sortir des sentiers battus et prouver la faisabilité d'un concept », déclare John S. Tomblin, directeur exécutif du NIAR et vice-président de la WSU pour la recherche et le transfert de technologie. « Vos possibilités n'ont de limite que votre imagination, et le centre vous permet d'en faire la démonstration. »
Lors de l'ouverture du centre en avril 2017, les responsables R&D de plus de 50 fournisseurs ont visité l'installation. Peu de temps après, certaines de ces entreprises ont commencé à formuler des projets de faisabilité à développer et tester au centre.
Airbus est l'un des leaders, pionnier dans l'utilisation du centre. L'entreprise exploite les laboratoires de classe mondiale du centre pour ses preuves de concept, ainsi que pour établir un pipeline de futurs talents en ingénierie.
Par exemple, une équipe plurifonctionnelle du constructeur voulait valider les critères de conception d'un sous-ensemble principal d'aéronef et élaborer des réponses aux questions techniques et commerciales, le tout en moins de 90 jours. En plus des chercheurs Airbus à Wichita, des ingénieurs à Toulouse, en France, où l'entreprise assemble tous ses avions commerciaux, ont participé à l'initiative accélérée, surnommée « Sprint. »
L'équipe a atteint son objectif en seulement 84 jours, notamment en utilisant des outils de simulation collaborative basés sur le cloud pour optimiser l'intégration des composants et affiner la conception en temps quasi réel.
« Le projet a été couronné de succès », souligne John O'Leary, vice-président Ingénierie chez Airbus Americas. « Cela démontre bien que le centre du Campus Innovation est unique en son genre, et constitue le seul endroit où il est possible de co-implanter une équipe de recherche et de réaliser ce type d'innovation collaborative et rapide. »
UNE CONCURRENCE MONDIALE CROISSANTE
Les centres d'innovation sont de plus en plus répandus dans le paysage industriel, mais restent relativement nouveaux dans l'aéronautique, où leur nombre ne cesse d'augmenter.
Des centres similaires à celui de Wichita sont en passe d'être implantés dans le monde entier, avec l'appui des gouvernements locaux, régionaux et nationaux qui souhaitent étendre leur secteur aéronautique afin qu'il devienne plus compétitif à l'échelle mondiale.
Les pays de la région Asie-Pacifique, par exemple, considèrent depuis longtemps le développement de l'industrie aéronautique locale comme une excellente occasion de stimuler le renouvellement technologique, la création d'emplois et la croissance économique dans sa globalité. Certains de ces pays, dont la Chine et le Japon, y travaillent depuis des décennies, tout comme l'avaient fait le Brésil et le Canada avant qu'Embraer et Bombardier ne deviennent des acteurs majeurs du secteur dans les années 1990. La demande de transport aérien devrait augmenter de 4,5 % par an au cours des 20 prochaines années, cette opportunité de croissance arrive donc à point nommé.
En outre, les compétences techniques avancées, telles que celles requises pour fabriquer des aéronefs, constituent une source de grande fierté nationale.
En Inde, par exemple, le gouvernement de l'État du Karnataka a annoncé qu'il prévoyait de construire un centre d'excellence aérospatial axé sur la formation haut de gamme, pour près de 1 600 ingénieurs chaque année. À Pékin, l'Aviation Industry Corporation of China (AVIC), propriété de l'État, est en train de créer un centre d'innovation sino-français, dans le but de créer une pièce maîtresse pour les initiatives « Made in China 2025 » et « Industrie du Futur » des deux pays.
« La complexité des systèmes aéronautiques augmente de façon exponentielle, et l'ingénierie traditionnelle des systèmes documentaires et le développement continu basé sur des modèles constitueront un moteur clé dans la transformation du modèle de développement utilisé dans l'industrie aéronautique chinoise », affirme Zhang Xinguo, directeur général adjoint d'AVIC, lorsque la construction du centre a été annoncée.
Soucieux de ne pas laisser les économies émergentes tirer toute la couverture à elles, le Center for Applied Aviation Research, de Hambourg en Allemagne, plus connu sous le nom de ZAL, soutient plus de 32 partenaires industriels, scientifiques et universitaires, qui explorent des solutions innovantes pour répondre aux défis de l'aviation et des technologies aérospatiales.
La mission à long terme de ZAL est de booster la demande pour un développement plus rapide des produits, y compris la capacité de mettre à niveau les produits existants rapidement et en toute transparence.
« Vous devez imaginer ce centre technologique comme un grand bac à sable où tous les partenaires peuvent travailler ensemble », explique Roland Gerhards, directeur général et PDG de ZAL. « Nous sommes tous axés sur la collaboration, et le centre est un partenaire clé vraiment unique, qui permet d'encourager l'innovation en fournissant le développement logiciel front-end, en connectant les différents outils digitaux et en connectant la conception et la fabrication. »
UNE MULTITUDE DE TECHNOLOGIES
À Wichita, le centre d'innovation comprend environ 11 000 mètres carrés de laboratoires et d'espaces de travail, où les startups et les entrepreneurs peuvent mener leurs expérimentations, souvent avec les conseils et l'expertise du NIAR et de l'industrie. Le centre sert également d'environnement d'apprentissage appliqué pour les étudiants en ingénierie de la WSU, qui travaillent aux côtés du NIAR et d'autres partenaires du secteur.
En plus des salles de collaboration pouvant accueillir jusqu'à huit personnes, le centre offre une suite complète de solutions pour booster l'innovation, du concept initial à la certification, qu'il s'agisse d'une pièce ou d'un sous-ensemble nouvellement conçu ou d'un véhicule aérien complet. Ces solutions incluent les technologies de réalité virtuelle et augmentée pour visualiser un design en 3D immersive, la multirobotique pour une fabrication flexible et évolutive, les technologies d'ingénierie inverse et bien plus encore.
La plupart des équipes qui affluent vers le centre sont toutefois particulièrement intéressées par sa plate-forme digitale basée sur le cloud, qui connecte toutes les phases de travail les unes aux autres ainsi qu'à un pool de données commun et cohérent. Entre autres avantages, cette plate-forme permet aux membres de l'équipe de collaborer de manière transparente dans différentes régions du monde, comme l'a très bien démontré Airbus.
La plate-forme permet également aux chercheurs d'appréhender toutes les possibilités qui s'offrent à eux, pas seulement pour les fournisseurs d'aviation, remarque Tom Milon de BCG. En fait, BCG a créé sept de ses propres « Innovation Centers for Operation » à travers le monde. Ces centres, conçus pour montrer comment les entreprises peuvent tirer parti des technologies de l'Industrie 4.0, sont également construits autour d'une plate-forme digitale globale.
La plate-forme du centre d'innovation de Wichita « transcende l'industrie aéronautique et peut être efficace pour tous les constructeurs », affirme Tom Milon. Je n'avais jamais vu auparavant de lien aussi étroit que celui qui existe aujourd'hui avec ces centres. »
UN AVENIR ÉQUILIBRÉ AVEC L'INNOVATION DIGITALE
Pour les pessimistes du secteur, l'industrie aéronautique est dominée par des sociétés de plus en plus réticentes au risque, qui se concentrent sur des améliorations progressives poussives comparées au rythme des progrès révolutionnaires menés dans d'autres industries. Pour eux, les retombées socio-économiques qui ont contribué à la croissance de l'industrie aéronautique dans le monde pendant près d'un siècle ne dureront pas.
D'un autre côté, les optimistes voient quant à eux une industrie réactive, capable de soutenir une demande mondiale croissante pour le transport aérien, de mettre en place des améliorations environnementales qui réduisent les coûts et les émissions, et d'adopter des technologies qui ouvrent l'espace aérien à de nouvelles utilisations des systèmes aéroportés. Un avenir dans lequel les centres d'innovation joueront un rôle central pour le renouveau industriel qui propulsera l'aéronautique vers de nouveaux sommets.
