Le vol de survie de Boeing

Selon presque toutes les normes, l'usine d'avions commerciaux de Boeing à Everett, WA, est un endroit impressionnant. D'une part, c'est le bâtiment le plus volumineux du monde - vous pourriez y installer tout Disneyland plus cinq hectares de parking. Et c'est le berceau de bon nombre des plus grands jets commerciaux du monde, y compris les Boeing 767, 777 et 747, le légendaire jet jumbo de plus de 400 places qui a dominé une grande partie des voyages aériens longue distance au cours des trois dernières décennies. L'une des portes de la taille d'un terrain de football de l'usine est ornée d'une image géante de trois jets planant vers un coucher de soleil cramoisi et de l'inscription Building the Future of Flight Together. Mais lors d'une récente journée pluvieuse, la porte s'est partiellement ouverte, révélant que le hangar caverneux, assez grand pour contenir trois jets de passagers de taille moyenne, est vide.

Compte tenu du ralentissement de l'activité de l'aviation commerciale, l'inactivité de certaines sections de l'immense usine d'avions n'est pas surprenante. Mais malgré le marasme économique, dans un parc de bureaux à seulement un kilomètre de là, les ingénieurs de Boeing s'affairent à concevoir ce qu'ils espèrent consolider l'avenir de l'entreprise en tant que constructeur d'avions commerciaux. Il s'appelle le 7E7 Dreamliner, et si tout se passe comme prévu, ce sera le premier jet commercial nouvellement conçu de Boeing depuis le lancement du 777 en 1995.

À première vue, le 7E7 sera un avion de taille moyenne à l'allure plutôt conventionnelle qui transportera entre 200 et 250 passagers. Mais Boeing dit qu'il consommera 20% de carburant en moins que les jets commerciaux de taille similaire d'aujourd'hui.

De plus, construit en composites légers et doté de commandes électroniques et de diagnostics sophistiqués, le 7E7 pourrait parcourir à moindre coût et efficacement 14 800 kilomètres à travers l'océan, démontrant la même autonomie et la même vitesse que les gros jets, comme le 747. En d'autres termes, le 7E7 pourrait vous emmener de Paris à Minneapolis sans escale et, selon les responsables de l'entreprise, le faire moins cher que n'importe quel gros jet commercial volant aujourd'hui.

Ces chiffres pourraient avoir des implications dramatiques pour les voyageurs aériens. Des avions relativement petits et long-courriers pourraient offrir des vols de routine vers des villes internationales éloignées sans escale dans les grands hubs. En effet, Boeing prévoit un marché pour pas moins de 400 nouvelles liaisons directes entre des paires de villes comme Munich et Singapour, Dubaï et Taipei, ou Athènes et Atlanta. De faibles coûts d'exploitation et une flexibilité accrue des horaires pourraient aider à maintenir le prix des billets à un niveau bas et donner un coup de pouce désespérément nécessaire à l'industrie du transport aérien en difficulté. En bref, les ingénieurs et les concepteurs de Boeing parient que le 7E7 est le bon avion pour le secteur du transport aérien en difficulté et très compétitif.

Reste à voir si la direction de l'entreprise est d'accord. Compte tenu de la nécessité de reconstituer sa flotte vieillissante d'avions commerciaux par rapport à l'exigence intimidante d'un investissement de plusieurs milliards de dollars pour développer le 7E7, le conseil d'administration de la société devrait décider s'il va de l'avant début 2004. S'il approuve le projet et cela reste un énorme si les premiers avions seraient livrés en 2008 ; si ce n'est pas le cas, les ingénieurs de Boeing devront retourner à la planche à dessin, l'avenir de l'entreprise étant en jeu. (Boeing réalise également une étude de concept sur un 747 de nouvelle génération, qui serait 5 % plus efficace et légèrement plus grand que les 747 les plus récents, sortis en 1989.)

En effet, les enjeux sur le 7E7 pourraient difficilement être plus élevés. Les experts de l'industrie calculent qu'il en coûte environ 10 milliards de dollars pour produire un nouveau modèle d'avion commercial. Et ils estiment que le programme 7E7 consomme déjà la moitié du budget annuel de recherche et développement des avions commerciaux de Boeing de 768 millions de dollars. De l'aveu même de Boeing, le sort de l'ensemble de son activité d'avions commerciaux pourrait bien reposer sur le bon fonctionnement du nouvel avion. C'est l'avenir. Ça l'est vraiment. C'est une affaire énorme pour nous, déclare Mark Jenks, directeur de l'intégration technologique de Boeing pour le programme 7E7. Si nous nous trompons, c'est la fin. Et tout le monde ici le sait.

Décollages interrompus

Économiser des milliards

Si le Sonic Cruiser de Boeing était censé être la Lamborghini des jets commerciaux, le 7E7 ressemble davantage à la Honda Civic. Ses principaux arguments de vente sont l'efficacité énergétique et les faibles coûts d'exploitation. Pour les ingénieurs de Boeing, cela signifie réduire les exigences de fabrication et de maintenance, ainsi que la consommation de carburant, en réduisant le poids et en déployant des astuces technologiques, telles que des systèmes logiciels et des capteurs plus adaptables qui détectent automatiquement et à moindre coût les problèmes structurels. L'augmentation de 20 % de l'efficacité énergétique du 7E7 proviendra d'une combinaison de nouvelles technologies. Près de la moitié résultera de l'introduction de moteurs à réaction de nouvelle génération fournis par des acteurs comme General Electric, Pratt and Whitney ou Rolls Royce, selon les ingénieurs de Boeing.

Mais l'autre moitié viendra des réductions de poids résultant de l'utilisation plus répandue de matériaux composites, de systèmes électriques plus efficaces et plus légers qui remplaceront partiellement les pneumatiques plus volumineux, et d'une forme aérodynamique modifiée qui réduit la traînée.

Le dernier jet de passagers conçu par Boeing, le 777, utilisait des composites. Mais Boeing affirme que le 7E7 sera le premier avion commercial dont la majorité de la structure principale, y compris son fuselage et ses ailes, sera constituée de ces mélanges légers et ultra-résistants de fibres de carbone et d'époxy. Les composites sont environ 20 % plus légers que les alliages d'aluminium standard et se prêtent mieux à une mise en forme précise (ce qui réduit le nombre total de pièces et économise les coûts de fabrication). Et bien que les composites coûtent généralement 10 à 100 fois plus que l'aluminium à produire, Boeing et ses fournisseurs affirment avoir développé une technologie de fabrication exclusive qui pourrait réduire considérablement cet écart. Boeing estime que l'utilisation accrue des composites représentera à elle seule jusqu'à 3 % d'augmentation de la consommation de carburant.

Les concepteurs s'attendent à réduire encore davantage les coûts d'exploitation grâce à des systèmes de maintenance automatisés améliorés, en particulier des diagnostics avancés de santé structurelle. La catastrophe qui a frappé un Boeing 737 d'Aloha Airlines en 1988 est une histoire macabre familière à tout le monde dans le secteur des avions commerciaux. De minuscules fissures qui s'étaient formées autour des rivets en aluminium ont entraîné l'arrachement d'un morceau de fuselage à 7 200 mètres près de la côte d'Hawaï, entraînant la mort d'une hôtesse de l'air.

Après la tragédie, les contrôles réguliers des avions commerciaux à la recherche de signes de dommages structurels ont été intensifiés, augmentant la sécurité mais ajoutant des déplacements coûteux et longs à l'atelier. Les méthodes d'inspection consistent à verser un fluide pénétrant coloré sur le fuselage pour révéler les fissures capillaires et à exposer le fuselage à des ondes sonores qui envoient des vibrations à travers sa peau (le modèle de vibrations réfléchies indique si des fissures sont présentes). Bien qu'efficaces, de telles inspections peuvent facilement ajouter des millions de dollars aux coûts de maintenance sur la durée de vie d'un avion.

Pour réduire le besoin de ces inspections, selon Boeing, le 7E7 sera probablement criblé de capteurs en réseau avancés qui surveillent automatiquement et en continu la santé structurelle. Déjà, les capteurs de diagnostic sont un équipement standard sur les moteurs à réaction ( voir Si ce n'est pas cassé, réparez-le, TR Septembre 2001 ), où ils surveillent des paramètres tels que la température, la pression et les émissions. Et des capteurs structurels sont utilisés dans certains jets militaires, où le coût d'installation n'est pas autant un obstacle. Mais maintenant, la technologie commence tout juste à arriver au point où nous pouvons avoir une technologie de surveillance sur la structure d'un jet commercial, déclare Jenks, directeur de l'intégration de la technologie 7E7.

Bien que Boeing ne discutera pas du type spécifique de capteurs qu'il envisage de déployer, des recherches universitaires et industrielles récentes suggèrent plusieurs possibilités. Dans une approche de pointe, un patch de matériau céramique apposé à l'intérieur de la peau d'un avion se contracte et se dilate rapidement, envoyant des vibrations ; un capteur détecte le motif d'onde qui se réfléchit. De nouvelles fissures fournissent de nouveaux points de réflexion qui apparaissent comme des changements dans ce motif. Quel que soit le type de capteurs choisi par Boeing, leurs données seront analysées par un logiciel et des avertissements de problèmes potentiels transmis aux pilotes et au personnel au sol.

Les ingénieurs de Boeing repensent également l'ensemble du réseau électrique du 7E7, dans l'espoir de réduire le dédale de câblage trouvé dans les avions commerciaux. Les systèmes informatiques embarqués deviennent de plus en plus simples et intégrés, nécessitant moins de câblage. Et la technologie sans fil jouera également un rôle dans l'électronique non essentielle comme les boutons d'appel des agents de bord. Alors que le 767 de taille similaire a 160 kilomètres de câblage, le 7E7 n'aurait que 100 kilomètres.

Les économies de poids qui en résultent sont modestes - l'équivalent d'environ huit passagers adultes - mais les avantages globaux d'un nouveau système électrique ne le sont pas. En plus d'économiser du poids, vous avez beaucoup moins à concevoir, à installer et à vous soucier plus tard, ce qui réduit les coûts sur la durée de vie de l'avion, explique Sinnett.

Les ingénieurs de Boeing prévoient également d'adopter une approche collaborative de haute technologie pour la conception de l'avion. L'objectif est de fabriquer les pièces du 7E7 dans des formes si précises et avec une précision si parfaite que beaucoup d'entre elles peuvent littéralement s'emboîter. Nous l'appelons notre avion Lego, plaisante Frank Statkus, vice-président de la technologie et des processus de Boeing. Internet est la clé pour atteindre une telle précision. Les équipes Boeing du monde entier - potentiellement sur des sites en Europe, au Japon, en Russie et aux États-Unis - co-concevraient le 7E7. Malgré leurs emplacements éloignés, ils accéderaient tous au même fichier sur un serveur. Le design vit dans un endroit, là où il vivait dans 1 000 endroits, dit Statkus. Éliminer le besoin de réconcilier de nombreuses versions d'une conception signifie moins de petites erreurs une fois la conception terminée. De plus, le fichier numérique contenant la conception finale sera le même fichier utilisé par les fournisseurs pour fabriquer les pièces. Auparavant, un fournisseur devait parfois numériser notre image pour dire à sa machine comment la construire, explique Statkus. Cette traduction provoquait parfois des erreurs.

À long terme, le processus de conception amélioré signifie un catalogue numérique plus simple pour la gestion des chaînes d'approvisionnement, ainsi que des procédures de maintenance plus efficaces pour les compagnies aériennes. Et cela pourrait considérablement simplifier le processus de conception des futures versions de l'avion. Dans l'ensemble, les économies peuvent se chiffrer en milliards de dollars sur la durée de vie de plusieurs décennies de la conception de l'avion, pour Boeing et les compagnies aériennes qui doivent entretenir les avions, a déclaré Statkus.

Parier sur l'avenir

À certains égards, les concepteurs d'avions commerciaux ont une tâche impossible. Bien que limités par les difficultés économiques et les limitations technologiques d'aujourd'hui, ils doivent réfléchir à ce dont les passagers et les compagnies aériennes auront besoin et voudront dans 50 ans. Après tout, les premiers 747 ont été livrés en 1970, et de nouveaux sont toujours en construction et devraient durer 30 ans ou plus. Cela signifie que la conception de base d'un jet commercial, en cas de succès, peut persister jusqu'à 60 ans. Il nous dépasse clairement tous, déclare Walt Gillette, vice-président de l'ingénierie et de la fabrication pour le 7E7. La nécessité de prévoir une telle longévité, souligne-t-il, fait que la conception d'un nouvel avion ressemble à la conception d'un gratte-ciel de 100 étages.

Sauf que personne ne doit continuer à construire et à vendre le même modèle de gratte-ciel chaque année pendant 30 ans. C'est là qu'intervient l'art de prédire l'avenir, un art qui peut clairement faire ou défaire un constructeur de jets. Boeing a essentiellement parié la société sur le 747 à la fin des années 1960, un pari qui a porté ses fruits avec un gros porteur mondial, un avion parfaitement adapté à la demande croissante de transport aérien long-courrier et abordable.

Mais l'industrie a également connu des échecs de conception de type Edsel et d'autres erreurs de calcul qui ont paralysé des entreprises entières. Le L-1011 de Lockheed Martin, qui a effectué son premier vol en 1970, dépendait d'un seul motoriste, Rolls-Royce - une décision qui s'est avérée financièrement désastreuse lorsque le motoriste alors en difficulté a imposé des retards et des augmentations de prix. Des années plus tard, le trimoteur L-1011 s'est avéré plus coûteux à exploiter que les nouveaux modèles de biréacteurs concurrents, ce qui a grandement contribué à la sortie de Lockheed Martin du marché des jets commerciaux en 1981. McDonnell Douglas, autrefois puissant, n'a pas réussi à développer de nouveaux modèles. ; Boeing a racheté la société en 1997 et a rapidement abandonné les jets commerciaux MD-80, MD-90 et MD-11.

Et puis il y a eu le programme de jets supersoniques Concorde, toujours le pari technologique le plus radical de l'histoire du transport aérien commercial. Il s'agissait essentiellement d'un projet gouvernemental, mais même avec des subventions substantielles des contribuables britanniques et français, seuls 14 des embarcations à nez pointu sont entrées en service. Aujourd'hui, les membres survivants de la flotte sont à la retraite, sans aucun remplacement de jet commercial supersonique en vue.

Compte tenu de cette histoire récente, personne à l'usine Boeing d'Everett ne doit se rappeler à quel point il est essentiel de bien concevoir le 7E7 ou ce que signifierait pour l'entreprise un autre avion commercial dominant le marché. Le sentiment d'urgence autour de l'usine d'Everett est presque palpable, s'étendant bien au-delà du sol de l'usine vide derrière la porte du hangar marquée Construire l'avenir du vol ensemble.

À côté de l'immeuble de bureaux où les ingénieurs élaborent la conception du 7E7, une structure sœur appartenant à Boeing est vacante et disponible à la location. Lors d'une récente visite dans un énorme atelier d'usinage Boeing, le seul son autre que l'écho de pas était un bruit de tapotement régulier - qui s'est avéré être quatre ouvriers jouant au ping-pong derrière un écran de carton. C'était clairement une installation qui se préparait pour son prochain grand projet.

Gillette, pour sa part, pense qu'il lui reste encore un avion à succès. Il exprime une certaine déception que ce ne sera pas le Sonic Cruiser plus radical, qui aurait innové dans le transport aérien commercial grand public. Il s'agissait de la valeur d'aller vite, dit-il. Cela fait 50 ans que l'industrie s'est vraiment penchée sur la valeur de la vitesse supplémentaire. Mais il reconnaît aussi rapidement que la nécessité d'être audacieux doit être mise en balance avec les réalités économiques, à commencer par ce que les compagnies aériennes sont prêtes à acheter.

En bref, le défi pour les concepteurs de Boeing, explique Gillette, est d'utiliser la technologie pour faire l'analyse de rentabilisation du nouvel avion. Gillette sait que tout dépendra de la capacité de son équipe à transmettre le juste équilibre entre la magie technologique et la frugalité de fabrication pour convaincre le conseil d'administration de parier une fois de plus sur l'entreprise.

Si Gillette et les autres ingénieurs de Boeing peuvent l'emporter, ils pourraient bien avoir aidé à déterminer comment nous volerons tous pour les décennies à venir. Et le son des balles de ping-pong dans les ateliers d'usinage caverneux de Boeing peut être remplacé par l'emboîtement des pièces du 7E7, car elles s'assemblent en douceur sur un nouvel étage de fabrication très animé.

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