L’excellence passionnément
Co-construire le ciel de demain
José Navarro Martin exerce son métier d’ingénieur au sein de l’équipe Upskilling and Nextgen du département Pointe Avant et Fuselage Central du bureau d’études d’Airbus. Depuis deux ans, il est mis à disposition de l’ISAE-SUPAERO dans le cadre du Plan de Relance du gouvernement.
Nous l’avons rencontré pour parler de sa collaboration académique, de l’hydrogène, et de la décarbonation du ciel !
Qu’est-ce qui vous a motivé pour intégrer ce dispositif au sein de l’ISAE-SUPAERO ?
J’ai toujours voulu me rapprocher du milieu académique et de sa recherche et transmettre ce que j’ai appris dans l’industrie. La pause des activités aéronautiques durant la pandémie et le plan de relance du gouvernement français, axé sur le développement durable, m’ont offert cette opportunité.
Sur quel projet avez-vous travaillé ?
Ma mise à disposition portait sur le comportement mécanique des matériaux composites sous environnement sévère et leur comportement sous sollicitation thermomécanique dérivé de l’utilisation de l’hydrogène liquide comme carburant stocké à des températures cryogéniques.
L’objectif était de proposer un modèle numérique d’analyse et de prédiction du comportement du matériau jusqu’à rupture sous charge statique prenant en compte les exigences en matière de cyclage thermique, perméabilité, tolérance aux dommages et éventuel vieillissement dû au contact direct avec l’hydrogène.
Nous avons développé une modélisation par Eléments Finis (EF), à l’échelle mésoscopique, du comportement d’un stratifié en fibre de carbone prenant en compte l’effet du refroidissement et du chargement mécanique dans la formation de microfissures. Ces microfissures créent des chemins de fuite à travers la matière qui augmentent la perméabilité vis-à-vis de l’hydrogène gazeux sous pression.
Qu’est-ce que cette collaboration vous a-t-elle apportée sur le plan scientifique et humain ?
Sur le plan humain, l’accueil de toute l’équipe du Département Mécanique des Structures et des Matériaux (DMSM) et spécialement celui de mes tuteurs, Laurent Michel et Yves Gourinat, a été très chaleureux. Malgré des conditions de travail toujours difficiles en 2021, l’intégration dans leur équipe a été complète depuis le premier jour et le travail s’est déroulé en toute convivialité. J’ai aussi pu collaborer à l’enseignement sur travaux dirigés de groupe pour la formation ingénieur et pour l’encadrement des stages et des projets d’intégration en lien avec l’hydrogène sur le programme de Master Spécialisé. Le contact avec les élèves m’a énormément apporté sur le plan personnel. Ces collaborations m’ont également permis de créer des liens avec les autres industriels présents sur site grâce au même plan de relance.
D’un point de vue scientifique, j’ai énormément appris sur la façon d’aborder un problème sans être poussé par le besoin de résultats immédiats, parfois trop présent dans l’industrie. J’ai pu aussi acquérir des compétences en matière de modélisation d’endommagement et de simulation qui ne sont pas toujours disponibles quotidiennement dans un bureau d’études dont la mission principale est de concevoir des produits concrets.
Comment va se poursuivre votre collaboration avec l’Institut ?
Malheureusement, la mise à disposition va se terminer à l’échéance des deux ans maximum prévue par l’Agence Nationale de la Recherche (ANR). Néanmoins, la collaboration continuera, sur le plan scientifique et sur celui de l’enseignement.
Le sujet de la décarbonation et de l’avion à hydrogène est plus que jamais d’actualité et Airbus a toujours besoin de débloquer les verrous scientifiques existants pour le développement d’un réservoir léger en accord avec les exigences dérivées de son utilisation dans le domaine aéronautique. Je poursuivrai également ma collaboration avec l’ISAE-SUPAERO comme vacataire d’enseignement dans ce domaine.
Plus globalement, que pensez-vous de cette collaboration entre Airbus et l’ISAE-SUPAERO ?
La recherche sur l’utilisation de l’hydrogène dans l’aéronautique ne fait que démarrer. L’arrivée des équipements de laboratoire spécifiques pour les essais en milieu cryogénique à l’Institut Clément Ader à partir de l’année prochaine permettra de mettre en application et d’avancer sur la caractérisation et la modélisation des phénomènes liés à l’utilisation cryogénique des matériaux composites. Cette mise à disposition m’a permis de créer des liens très importants avec les chercheurs, les enseignants-chercheurs et le personnel du DMSM et de l’ICA. J’espère, que comme dans le film Casablanca, ce ne sera que "le début d’une belle amitié".
Une formation certifiante pour intégrer l’hydrogène dans l’aviation
L’ISAE-SUPAERO, Capgemini Engineering et EuroSae, ont développé une formation continue certifiante CapH2, dédiée à l’intégration de l’hydrogène dans les architectures d’avion actuelles et futures. L’ISAE-SUPAERO en assure la coordination et l’animation scientifique, Cap Gemini fournit la maîtrise d’œuvre industrielle, et la maîtrise d’ouvrage opérationnelle est réalisée par EuroSae.
Opérationnelle depuis 2022, elle s’adresse aux professionnels du secteur aéronautique pour les accompagner dans la transition énergétique de l’aviation. La première promotion (72 ingénieurs) a suivi la formation au cours de l’année universitaire 2022-2023 et a obtenu son certificat en juin 2023.
Pour Yves Gourinat, professeur en physique des Structures à l’ISAE-SUPAERO et coordinateur scientifique de la formation CapH2, l’objectif de ce cursus est de former et certifier les ingénieurs des grandes entreprises aéronautiques européennes, pour leur donner une vision globale des transformations à réaliser et des nombreux défis technologiques à relever.
En effet, l’hydrogène apparaît comme une alternative efficace pour diminuer l’impact du secteur aérien sur l’environnement. Mais cet élément, stocké sous forme liquide, est difficilement manipulable en raison de sa très basse température et de sa fugacité. Sa faible densité nécessite également 4 fois plus de volume de stockage que pour le kérosène.
Ces caractéristiques auront donc des incidences sur l’architecture, les structures, les matériaux et l’ingénierie des systèmes de l’avion, mais aussi sur la réglementation, la compatibilité avec les structures aéroportuaires, etc. L’utilisation de ce néo-carburant impose la prise en compte de changements technologiques et sociétaux par l’industrie aéronautique.
Pour avancer vers des solutions, la montée en compétences des professionnels du secteur constitue une des clés de réussite. La formation CapH2 y répond par un cursus de 77h incluant des cours et des projets en équipes autour de trois concepts : le Générateur Auxiliaire de Puissance (APU), la transformation d’un commuter 50 passagers, et l’aile volante cryotechnique.
Les activités de recherche menées depuis des années par l’ISAE-SUPAERO sur la thématique de l’hydrogène et sur la transition aéronautique permettent d’intégrer à la formation le volet scientifique, et ce, dans une approche système et interdisciplinaire.
