La technologie hybride dans le domaine de l'aviation : une avenue prometteuse exploitée au 3IT
Photo : Fournie
Le développement des technologies vertes dans le domaine du transport devient de plus en plus une priorité afin de réduire l’impact environnemental. En effet, il est possible de penser au nombre de voitures hybrides et électriques présent sur les routes qui augmente chaque année. Mais qu’en est-il dans le domaine de l’aviation? Vincent Boulanger, étudiant à la maîtrise en génie mécanique, et Dominik Quillet, étudiant au doctorat en génie mécanique, sous la direction du Pr David Rancourt, travaillent actuellement sur le développement de technologies hybrides pour la motorisation des avions.
En quelques mots, ce projet consiste à développer une propulsion alternative sur un avion régional à hélice, c’est-à-dire une technologie hybride-électrique, semblable à celle que l'on retrouve dans le domaine automobile. Le but principal est de déterminer le réalisme d’un tel projet, soit de savoir s’il est logique et réalisable d’appliquer à court terme ce type de technologie sur un avion. C’est pourquoi cette initiative ne prend en considération que les technologies disponibles d’ici les 10 prochaines années, en laissant de côté les technologies plus futuristes qui pourraient apparaître dans 20 ou 30 ans.
Un plan qui met en évidence les architectures explorées sur l'avion.
Photo : Fournie
L’équipe de recherche explore actuellement les multiples possibilités en lien avec l’implantation d’un système hybride sur un avion, et doit évaluer les conséquences et implications de chacune d’elles. Du côté expérimental, un banc de test pour deux moteurs électriques de 25 kW a été effectué. Le but était de caractériser, soit de mieux comprendre le fonctionnement du moteur électrique en termes de contrôle et de comportement thermique.
Il y a déjà eu d’autres projets semblables dans le passé qui ont exploré cette piste de recherche. Cependant, celui-ci se distingue des autres en étudiant des voies supplémentaires n’ayant pas encore été examinées dans la littérature telles que les défis de certification de ce type d’avion, les tests de performance dans des conditions variées de vol, ainsi que la gestion d’erreurs du système.
Nous sommes là pour aider les industries à prendre une décision au sujet des technologies à développer pour éventuellement lancer des programmes et concevoir des démonstrateurs. Aujourd’hui, nous sommes au début de tout ça, et nous devons choisir la voie à prendre parmi un grand nombre de possibilités, c’est ça le défi!
Dominik Quillet, étudiant au doctorat en génie mécanique
Un travail d’équipe et de partage avec le domaine industriel
Afin de réaliser ce projet d’envergure, Dominik Quillet et Vincent Boulanger travaillent en étroite collaboration avec le partenaire industriel Pratt & Whitney. Principalement, il s’agit d’un travail riche en échange, où chacun peut apporter sa propre vision, son point de vue ainsi que son expertise. Cette précieuse collaboration permet aussi de discuter autour des problématiques et enjeux, et de faire ressortir diverses solutions.
Nous évoluons dans un cadre de recherche appliquée sur le développement de technologies autour d’une problématique concrète de l’industrie.
Dominik Quillet
Travailler en interdisciplinarité
Vincent Boulanger et Dominik Quillet sont membres de Createk, un groupe de recherche en génie mécanique du 3IT regroupant plusieurs domaines et sous-domaines de l’ingénierie. Dans la réalisation de cette présente initiative, l’interdisciplinarité de ce groupe permet d’apprendre, et de monter rapidement des modèles et prototypes.
L’interdisciplinarité du 3IT apporte de nombreux avantages à ce projet, qui intègre plusieurs domaines distincts comme celui des technologies thermiques et des technologies électriques. Cela permet d’obtenir une vision globale en ce qui concerne le système complet, puis de prendre en compte l’interaction des différents systèmes au fur et à mesure du déroulement du projet.
L’aspect multidisciplinaire de l’Institut permet d’identifier les contraintes associées à différentes disciplines afin d’en faire ressortir les compromis de performance. Lorsqu’on se spécialise dans un domaine très pointu, il est possible que l’on réalise seulement à la fin d’un projet que quelque chose ne fonctionne pas puisqu’on peut ne pas prendre en compte tous les autres facteurs des domaines connexes.
Vincent Boulanger, étudiant à la maîtrise en génie mécanique
Surpasser les défis, et apprendre de ceux-ci
Ces deux étudiants, passionnés par ce projet de recherche, sont confrontés quotidiennement à un lot de défis.
Puisqu’il s’agit d’un projet dans une phase exploratoire, les possibilités de configurations sont multiples, ce qui nous amène un nombre important de questions. Pourtant, nous devons progresser dans les limites des ressources humaines et temporelles allouées au projet. Pour ces raisons, nous devons laisser des questions en suspens en vue de prioriser les quelques-unes auxquelles nous pouvons répondre. C’est un défi de taille pour nous, qui sommes des gens très curieux!
Dominik Quillet
Ce type de projet permet d’approfondir des connaissances techniques, mais aussi de développer d’autres compétences connexes. En impliquant de nombreux étudiants et un partenaire industriel, ce projet a permis de développer une bonne expérience de recherche collaborative entre divers acteurs.
La réalisation de ce projet est possible grâce à la participation financière du CRSNG et d'INNOV-R, un programme pour la réduction des gaz à effet de serre au Québec.
En somme, il s’agit d’une initiative qui s’inscrit dans la volonté de l’industrie aéronautique de devenir plus verte en développant des technologies novatrices avec des ressources principalement québécoises. En d’autres mots, ce projet permettra de créer les avions de demain!