Électrification d’un aéronef grâce au scan 3D et à la réalité augmentée

Un centre de formation qui talonne et devance le progrès

L’industrie aéronautique est sans contredit un secteur d’activité dynamique où le progrès se fait à un rythme effréné et où les acteurs du milieu doivent composer avec des avancées technologiques remarquables et de plus en plus rapprochées dans le temps. L’industrie accuserait probablement un retard considérable sans le concours de programmes de formation continuellement mis à jour et d’enseignants suivant de très près l’évolution du marché.

C’est précisément ce qui se passe au Centre d’Excellence POLYAÉRO® Hautes-Alpes, géré par FORMASUP MÉDITERRANÉE avec un laboratoire de recherche servant à assurer l’intégration des nouvelles technologies et des plus récentes pratiques aéronautiques dans le parcours pédagogique et technologique des étudiants.

Ce laboratoire immersif, faisant usage d’outils de Réalité Virtuelle (RV) et de Réalité Augmentée (RA), permet aux étudiants d’examiner et de traiter des pièces aéronautiques, de même que des aéronefs en entier de façon interactive. Toutefois, la mise à disposition de jumeaux numériques et de modèles 3D en RV nécessite la collecte de données de scan fiables par des dispositifs de qualité métrologique éprouvés, puis leur post-traitement dans un écosystème logiciel intuitif et facile à utiliser.

C’est pourquoi, dans la foulée de ces nombreuses améliorations, le Centre d’Excellence POLYAÉRO® devait se doter de moyens dignes de confiance pour numériser des pièces et des maquettes parfois mobiles, parfois statiques, grandes comme petites.

Un équipement polyvalent, des résultats durables

L’Un des aéronefs traités par scan 3D chez POLYAÉRO® est un PC-6 Porter, largueur de parachutiste. Affichant une longueur de onze mètres et une envergure de seize mètres, cet avion, fabriqué par l’avionneur suisse PILATUS Aircraft, présentait certains enjeux pouvant être relevés par ce scanner, étant donné ses formes, ses dimensions et sa mobilité.

Le projet industriel mené par les étudiants, consistait en l’étude de la conversion d’un avion thermique en avion électrique. Pour ce faire il a fallu créer un jumeau numérique du PC-6 Porter en entier.

Il est important de noter, qu’avant de se munir des solutions Creaform, POLYAÉRO® réalisait ses scans à l’aide d’un bras mesure doté d’une tête scanner qui complexifiait l’acquisition des données. En effet, cette solution n’était pas adaptée à leur besoin de flexibilité contrairement aux différents scanner de CREAFORM.

Numérisation

Les conditions sine qua non pour le choix du dispositif de scan étaient les suivantes :

• Ergonomique
• Compatible avec la numérisation d’objets et de pièces mobiles et de très grande dimension.

Raison pour laquelle le choix de POLYAÉRO® s’est porté sur les scanners et systèmes de photogrammétrie de Creaform :

• Le MetraSCAN 3D pour le scan de l’extérieur de l’avion
• Le Go!SCAN 3D et le HandySCAN 3D|SILVER pour l’intérieur
• Le MaxSHOT 3D pour la création d’un repère commun à l’intérieur et à l’extérieur de l’avion

Les données de scan ont pu être recueillies en très peu de temps et ont servi de base pour la suite, notamment pour rétrofiter l’aéronef avec un moteur électrique et ses batteries, le tout dans 3DEXPERIENCE (anciennement CATIA V5, de l’éditeur Dassault Systèmes).

Le jumeau numérique de l’appareil, animé en RV dans un environnement propice, a été sujet à diverses modifications qui, une fois validées, ont été adaptées en Réalité Augmentée.

Une plateforme logicielle simple, mais puissante

Rétro-engénierie

Après la numérisation 3D de l’aéronef en temps réel avec les différentes solutions de mesure de Creaform, s’en est suivie la rétro-ingénierie. Les géométries, ainsi recueillies, ont été traitées dans le logiciel VXmodel de Creaform par un groupe d’étudiants en formation. Les composants rétrofités furent ensuite reconstruits au moyen du logiciel 3DEXPERIENCE.

La plateforme VXelements, grâce à son interface intuitive, sa facilité d’utilisation et son temps de traitement rapide, s’est inscrite au chapitre des incontournables pour la mise en place d’une librairie de modèles 3D issus de scans ou formés par l’intermédiaire de la rétro-ingénierie. Cette base de données, en constante évolution, alimente les projets technologiques, ainsi que les Bibliothèques numériques du laboratoire immersif en RV et en RA.

Le Centre d’Excellence POLYAÉRO® Hautes Alpes est à l’avant-garde des innovations pédagogiques et propose à ses apprenants tous les moyens matériels et logiciels pour construire des compétences solides aux services des métiers d’avenir de la filière aéronautique.

« L’utilisation simple des scanners 3D de Creaform nous permet de faciliter la formation de nos étudiants à la rétroconception. La réalisation directe d’un maillage est un réel avantage dans le post-traitement, tout comme la possibilité de scanner dans un même référentiel un avion avec plusieurs scanners simultanément », résume habilement Killian Marandel, responsable opérationnel de POLYAÉRO®.

L’avenir de l’industrie et de l’offre de formation

Dans le Centre d’Excellence POLYAERO® Hautes Alpes, les étudiants sont libres de choisir leurs projets technologiques et d’utiliser des scanners 3D afin d’étudier des écarts entre le design et la production, des déformations ou des modèles formés par rétroingénierie.

L’équipe des Ingénieurs d’étude et les intervenants enseignants ont besoin de nombreux modèles 3D de pièces afin d’enrichir la bibliothèque et de les intégrer dans les supports pédagogiques en Réalité
Virtuelle ou Augmentée.

Pour cela, le centre scanne des pièces de toutes tailles et des aéronefs pour compléter des modèles déjà existants ou en créer de nouveaux. C’est donc grâce à la mise à jour des bases de données et des connaissances que l’évolution de POLYAÉRO® et de l’industrie en général se fait rapidement et presque naturellement. Creaform est ravie de faire partie de cette aventure.