Xavier Carbonneau est directeur adjoint de la recherche et des ressources pédagogiques à l'ISAE-SUPAERO. Enseignant-chercheur spécialisé en propulsion et ancien chef du département de recherche Aérodynamique, Énergétique et Propulsion, il accompagne depuis plusieurs années la montée en puissance de l'hydrogène dans les activités de formation et de recherche de l'Institut.
« Sans la recherche, nous ne pourrions pas former nos étudiants à ce niveau »
Comment l'ISAE-SUPAERO intègre-t-il l'hydrogène dans la formation ingénieur ?
Xavier Carbonneau : Notre stratégie scientifique se développe dans des domaines très variés – systèmes aérospatiaux, défense, observation de la Terre, exploration spatiale, télécommunications, analyses de données – en passant par l’optimisation énergétique – au sein de nos cinq départements de recherche, grâce à de nombreux projets partenariaux. Ces avancées technologiques dessinent l’avenir de secteurs clés comme celui de la mobilité. Il est fondamental que les connaissances et les avancées issues de nos travaux de recherche nourrissent directement nos formations.
L’utilisation de l’hydrogène dans l’aéronautique constitue l’un des champs majeurs sur lequel travaillent aujourd’hui scientifiques et industriels. À l’ISAE-SUPAERO, nous conduisons plusieurs programmes de recherche sur cette thématique, notamment autour des systèmes propulsifs innovants, du stockage cryogénique, de l’intégration des piles à combustible dans les architectures aéronautiques associés aux enjeux de sécurité et de certification des aéronefs à hydrogène.
Nos étudiants sont naturellement curieux et motivés par ces sujets d’avenir. Nous leur proposons différentes approches pédagogiques qui leur permettent de s’initier puis d’approfondir leurs connaissances. La culture hydrogène est abordée dans plusieurs enseignements, avec une intensité variable selon les objectifs poursuivis.
Plusieurs cours au choix leur permettent notamment d’appréhender des sujets allant de la conception des avions à hydrogène, de leur chaine propulsive à la certification. C’est le cas d’un cours électif de 60 heures intitulé « Introduction à l’avion à hydrogène » qui comprend des apports théoriques sur l’utilisation de l’hydrogène à bord d’un aéronef dont 50% est consacré à des mises en situations expérimentales. On peut également citer le nouveau Mastère Spécialisé « Sustainable Aviation » dédié à l’enseignement de l’hydrogène pour l’aviation ou encore un cours sur l’analyse des risques pour la certification d’un avion à hydrogène.
Nous ajustons en permanence nos enseignements au regard des progrès les plus significatifs. Je le dis clairement : sans la recherche, nous ne pourrions pas former nos étudiants à ce niveau d’excellence.
Quels profils d'ingénieurs formez-vous, notamment sur la thématique de l'hydrogène ?
XC : Notre objectif est de former des ingénieurs capables de concevoir les architectures des systèmes technologiques de demain. Nous ne nous contentons pas de transmettre des connaissances théoriques : nous formons nos étudiants à manipuler des données complexes, à maîtriser des concepts avancés, à intégrer la sécurité de ces nouvelles technologies, et surtout à développer une approche expérimentale rigoureuse.
C’est pourquoi nous les confrontons à des situations expérimentales au plus près des problématiques industrielles. Le volet applicatif représente environ 50 % des enseignements et des projets que nous leur proposons. Dans des formats pédagogiques de projets ou de « bureaux d’études », par exemple, nous leur demandons d’imaginer le système propulsif à hydrogène de demain et de le concevoir sans contraintes initiales, justement pour stimuler l’innovation et la créativité.
Cette articulation entre enseignement, recherche et innovation est la spécificité même de l’ISAE-SUPAERO, qui assume pleinement sa double mission d’enseignement supérieur et de recherche. Les deux sont indissociables et se renforcent mutuellement. Un exemple spécifique est le Défi Mermoz soutenu par de nombreux contrats de recherche, dans lequel de nombreux élèves prennent part à différents niveaux de leur formation, constitue un modèle de pédagogie par projet qui permet aux futurs ingénieurs de l’ISAE-SUPAERO d’acquérir une expertise pratique, au-delà des connaissances théoriques que nous pouvons leur fournir par ailleurs.
Quels moyens de recherche l'ISAE-SUPAERO met-il à disposition de la dynamique de formation à l'hydrogène en région Occitanie ?
XC : L’hydrogène constitue l’un des axes majeurs de nos recherches sur la décarbonation, sur lequel nous travaillons depuis une dizaine d’années maintenant. Nous avons développé plusieurs projets pour lesquels nous avons acquis des moyens d’essais significatifs.
Lorsque le projet GENHYO – GENération HYdrogène Occitanie – a été lancé dans le cadre de l’appel à manifestations d’intérêt « Compétences et métiers d’avenir », l’ISAE-SUPAERO s’est naturellement positionné comme acteur clé. Ce projet vise à accélérer l’adaptation des formations, du CAP au Doctorat, aux besoins de compétences de la filière hydrogène décarboné.
Nous collaborons étroitement avec la région académique Occitanie et l’ensemble des acteurs de la filière régionale, avec le soutien de la Région Occitanie. Aujourd’hui, GENHYO fédère 27 partenaires : lycées, universités, écoles d’ingénieurs. Le projet s’articule autour de quatre objectifs stratégiques : former tous les publics – collégiens, lycéens, étudiants, demandeurs d’emploi, salariés, élus, grand public ; former 1 500 formateurs ; promouvoir les métiers de la filière hydrogène décarboné ; et développer des analyses prospectives pour adapter continuellement les dispositifs de formation aux besoins émergents.
Dans ce contexte, nous avons fait le choix d’ouvrir nos moyens d’essais aux formations partenaires pour créer un véritable continuum de formation. Nous avons mis en place une plateforme pédagogique équipée de cinq postes de manipulation dédiés. L’objectif d’ici 2027 est d’accueillir régulièrement différents publics pour leur permettre de développer des expérimentations concrètes. Parallèlement, nous travaillons avec notre équipe Innovations digitales et enseignement aérospatial sur la digitalisation des essais, qui facilitera considérablement la formation par la pratique et permettra des manipulations à distance.
Comment voyez-vous évoluer la place de l'hydrogène dans la formation des ingénieurs aéronautiques dans les prochaines années ?
XC : L’hydrogène va devenir incontournable dans la formation des ingénieurs aéronautiques, tout simplement parce qu’il représente l’une des solutions les plus prometteuses pour la décarbonation du secteur.
Cela implique une évolution profonde de nos formations. Nous devons préparer nos étudiants à maîtriser non seulement les aspects techniques – stockage, distribution, combustion ou pile à combustible – mais aussi les dimensions systémiques : intégration dans l’architecture globale de l’avion, certification, sécurité, analyse du cycle de vie complet.
L’enjeu est aussi de former des ingénieurs capables de dialoguer avec l’ensemble de l’écosystème, car l’hydrogène ne se limite pas à l’avion lui-même. C’est une approche systémique que nous devons transmettre. Fort de cette ambition, nous accompagnons chaque année les 40 étudiants du club HydroArt visant à la conception d’un modèle réduit d’avion commercial à hydrogène.
Enfin, je dirais que nous avons aussi une responsabilité vis-à-vis des générations futures : leur donner les outils pour innover, certes, mais aussi pour questionner, évaluer et faire les bons choix technologiques et environnementaux. C’est tout le sens de notre engagement dans GENHYO et de notre ouverture vers l’ensemble des acteurs.
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