Bourget 2017 : Bienvenue dans l’espace

La 52e édition du Salon International de l’Aéronautique et de l’Espace (SIAE) aura lieu au Parc des Expositions du Bourget du 19 au 25 juin 2017. Il réunira de nouveau l’ensemble des acteurs de l’industrie mondiale autour des dernières innovations technologiques. Les 4 premiers jours du salon seront réservés aux professionnels suivis de 3 jours pour le Grand Public. Rencontre avec Emmanuel Ledinot, Responsable des études scientifiques amont à Dassault Aviation, et Gérard Ladier, Directeur Général Adjoint à Aerospace Valley pour le CNRS.

L’informatique a progressivement été introduite en aéronautique à partir des années 1970. Au début utilisés pour les systèmes de capteurs, les systèmes informatiques embarqués ont petit à petit été employés dans toutes les parties des avions civils ou militaires. La complexité du système nécessite même la création de langages dédiés, tels le langage Esterel, conçu par Gérard Berry, lequel a permis de développer rapidement et efficacement des logiciels pour ce secteur, avec la génération automatique de code – voir interview E. Ledinot et G. Ladier.

AÉRONAUTIQUE ET INFORMATIQUE : LE COUPLE DE TOUS LES SUCCÈS ! 

Les deux univers n’ont jamais été plus liés : du remplissage des avions au contrôle de la circulation aérienne, de la cybersécurité à la réalité virtuelle, les aéronefs sont en perfectionnement perpétuel. L’industrie aéronautique, spatiale, d’électronique de défense française se situe au premier rang en Europe et connaît une croissance de plus en plus importante. Les enjeux sont multiples. En tête, la sécurité bien sûr, mais aussi la maîtrise des coûts, la réduction de la consommation et des nuisances sonores. L’innovation en continu est une nécessité pour divers défis comme le renouvellement d’une flotte vieillissante ou les enjeux environnementaux, pour alléger les structures, augmenter la portance et mettre au point de nouveaux matériaux, de nouvelles techniques capables de maintenir le secteur à la pointe de l’innovation.

Airbus, Safran, Dassault, Stelia Aerospace, Aircelle, Liebherr, Aia… Ces géants de l’industrie aéronautique et spatiale ont tout simplement besoin des meilleurs. Leurs technologies dépendent de l’IT, reposent à tous les niveaux sur ses acquis et évolutions. Comme Internet, l’espace et le ciel sont des réseaux navigables en contact permanent et nécessaire avec la terre. Les industries concernées ambitionnent clairement le tout connecté.

DES OPPORTUNITÉS À SAISIR AU VOL

C’est dire l’incroyable variété des opportunités dans le secteur pour les profils tech/IT. Parmi les domaines porteurs et susceptibles d’embaucher dans les années à venir, citons l’avionique coopérative, qui permet le partage d’informations entre le sol et le bord, et l’informatique aéronautique, pour travailler dans les compagnies aériennes ou le management du trafic aérien. Mais les perspectives sont nombreuses. La révolution informatique a touché l’aéronautique dès la fin du XXe siècle, et les deux univers sont intrinsèquement liés, comme l’expliquent Emmanuel Ledinot, Responsable des études scientifiques amont à Dassault Aviation, et Gérard Ladier, Directeur Général Adjoint à Aerospace Valley pour le CNRS.

Quand l’informatique a-t-elle commencé à être utilisée en aéronautique ?
Emmanuel Ledinot :
 Dans l’aéronautique, les premiers calculateurs ont été introduits vers la fin des années 50. Ils étaient analogiques, c’est-à-dire qu’ils représentaient les nombres par des courants continus et réalisaient les opérations par des circuits électriques. Ce n’est que dans les années 1970 que les calculateurs embarqués sont devenus numériques, et on a commencé à utiliser des nombres codés par des mots de 0 et de 1 (octet) et des circuits électroniques, puis des micro-processeurs. L’apparition du micro-processeur et les progrès des circuits intégrés pendant 40 ans sont à l’origine du rôle essentiel que joue depuis une vingtaine d’années l’informatique embarquée dans l’aéronautique, tant civile que militaire. La situation est la même dans les autres domaines du transport, et dans les autres domaines tout court.
Le recours au calcul embarqué dans les avions a d’abord servi à traiter des signaux capteurs : radio-sondes mesurant la hauteur par rapport au sol en approche, radar, communications radio, etc. Ensuite il a permis d’ajouter des écrans, puis des aides au guidage, à la navigation, et même au pilotage avec par exemple les premiers systèmes « d’augmentation » des actions du pilote sur le manche.

Gérard Ladier : Pour Airbus l’informatisation massive date des A320, qui marquent une rupture, avec plusieurs dizaines de mégaoctets embarqués dans les avions. Cette innovation est apparue dans les années 1980-1990. L’A320 est le premier avion civil avec commandes de vol électriques.

Quels langages et applications sont spécifiques à l’aéronautique ?
E. L. :
 Gérard Berry et David Harel ont repéré que la programmation des logiques d’activation, c’est-à-dire la partie des logiciels qui décide quels calculs doivent être faits dans chaque circonstance (demandes du pilote, occurrences de pannes, situation géographique ou dynamique de l’avion, etc.) était un problème en soi qui justifiait un langage dédié. David Harel a conçu un langage graphique, les StateCharts, Gérard Berry un langage textuel, Esterel. Les deux langages offrent fondamentalement des moyens équivalents de description structurée et concise d’automates à états finis de très grande complexité. Ces langages ont permis de maîtriser, en termes de lisibilité, de temps de développement et de vérification formelle, les logiques d’activation qui se déroulent dans le temps. Leur complexité devenait telle que les langages de programmation classiques tels que C, ou Ada, pourtant universels, n’étaient plus adaptés pour garantir le niveau de sûreté et de productivité requis.

G. L. : Les outils d’Esterel technologies ont permis de faire évoluer la conception de logiciels pour l’aviation, en permettant la génération automatique de code. Développer un logiciel avionique sûr demande beaucoup de précautions en développement et en test. Avec la génération automatique, on génère directement des codes sûrs, ce qui est un gros avantage.
Côté airbus on utilise beaucoup le langage SCADE, un langage graphique issu de LUSTRE, un cousin d’Esterel, qui sert à spécifier et programmer les commandes de vol critique entre le pilote et l’avion. Le codage avec SCADE devient « presse-bouton ». Esterel ou SCADE permettent de déplacer l’effort vers l’amont : la conception est plus sûre, ce qui allège la phase de test, et offre plus de sécurité au moment du vol. Aujourd’hui, jusqu’à 80% des logiciels de vols ne sont plus testés unitairement.
A l’heure actuelle, toutes les fonctions de l’avion sont sous la commande informatique, des toilettes aux fonctions de commande. Il s’agit d’assister le pilote évidemment, mais également de lui faciliter la vie et de limiter les risques d’erreurs pouvant conduire par exemple à un décrochage. Cela permet aussi de développer de nouvelles fonctions comme des systèmes d’évitement de collision.

Qu’est-ce que l’informatique a apporté au domaine, quelles ont été les différentes évolutions ?
E. L. :
 Le passage au calcul numérique et l’apparition du logiciel ont permis d’accroître considérablement la richesse et la précision des traitements. Plus important encore, ils ont apporté une flexibilité de développement, c’est-à-dire la possibilité de modifier facilement la fonction assurée par le calcul, sans commune mesure avec celle des calculateurs analogiques ou « câblés ». Grâce à l’augmentation continue de la taille des mémoires et de la puissance des processeurs, l’informatique a progressivement pénétré toutes les parties d’un avion : moteurs, structure mécanique, systèmes énergétiques, cockpit, et même la cabine passagers. L’informatique a permis de développer des systèmes d’abord petits et indépendants, puis plus gros et interconnectés, puis encore plus gros et fédérés par des calculateurs centraux. Ils sont aujourd’hui toujours plus gros en nombre de processeurs et taille de logiciel, modulaires, et partagent des ressources génériques. Ils assurent des centaines, voire des milliers de fonctions dans un avion, dont une fraction minoritaire mais essentielle, est critique en termes de sûreté de fonctionnement.
G. L. : Ce qui a été fait au niveau informatique en aéronautique est maintenant transposable pour d’autres domaines, comme l’automobile, et les connaissances acquises diffusent dans d’autres champs d’activités. Par exemple, la simulation a été utilisée massivement pour mettre au point les avions, et la réalité virtuelle est utilisée depuis 30 ans en aéronautique. Aujourd’hui on se rend compte qu’elle commence à intéresser les travaux en médecine. Les outils développés pour l’aéronautique devront bien sûr être adaptés mais cela va permettre de gagner du temps pour de nouvelles applications.

A quelles problématiques, défis, et enjeux, doit répondre l’informatique aujourd’hui dans le secteur de l’aéronautique ?
G. L. :
 L’histoire n’est jamais finie, et si aujourd’hui les outils de pilotage informatisés sont maîtrisés, les intérêts de l’informatique en aéronautique portent plus sur la cybersécurité ou le traitement de données.
Il existe de nouvelles voies de communication entre objets maintenant connectés. On commence à utiliser notamment des systèmes plus ouverts, où les appareils aériens sont davantage connectés avec les installations au sol. De nouveaux problèmes de sécurité peuvent alors se poser. Il y a aussi des enjeux autour du Big Data. On pourrait faire des améliorations, des prédictions, par exemple pour la maintenance : pour un avion on a des milliers de rapports sur ce qui se passe en vol, et ce n’est plus humainement exploitable, il faut des outils.

E. L. : Dans le domaine du contrôle commande critique pour la sûreté de fonctionnement, un des enjeux principaux est de concilier coût économique acceptable de qualification des logiciels pour les autorités de certification, et croissance continue de leur taille et de leur complexité. Il y a aussi des enjeux liés à l’amélioration de la couverture et de la productivité en vérification du comportement des logiciels, critiques et non critiques. Et comme déjà indiqué par G. Ladier, la cybersécurité des logiciels non critiques exposés au « monde ouvert » est un autre enjeu d’importance pour les années à venir.
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DEMANDEZ LE PROGRAMME

– Quelque 150 aéronefs sont présentés, dont une partie volera chaque après-midi.

– Rocketry Challenge, concours international destiné aux jeunes de moins de 18 ans : l’objectif est de construire une fusée qui devra voler jusqu’à environ 250 mètres, sur un temps défini, avec à son bord, un œuf cru devant revenir au sol intact !

– Dans le cadre des Aerospace Meetings Paris, assistez les 20 et 21 juin 2017 aux conférences dirigées par les acteurs référents de l’industrie aéronautique. Venez à la rencontre de tous les leaders du secteur, découvrir notamment sur le stand de Polyaero comment la réalité virtuelle se met au service de la formation aéronautique.

– Profitez d’un espace dédié aux métiers, à la formation et à l’emploi dans l’industrie aéronautique et spatiale, le transport aérien et la défense nationale : Placée sous le thème « Voyage au cœur de l’excellence », l’édition 2017 proposera un tour d’horizon inédit du secteur. Le visiteur sera invité à découvrir cette industrie en pointe à travers un parcours immersif et pédagogique.

– Accès gratuit au musée de l’Air et de l’Espace avec l’entrée au Salon.

– Paris Air Lab : Au cœur du salon du Bourget, le hall Concorde ouvre ses portes pour mettre en lumière les innovations qui feront les technologies de demain. Experts, start-ups et industriels accueillent les visiteurs autours de trois pôles complémentaires dédiés aux échanges, à l’information et à l’expérimentation appliqué aux innovations qui feront l’aéronautique et l’aérospatial du futur.

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