Le défi des essais dans le cadre des programmes eVTOL

Les programmes eVTOL sont soumis à des pressions croissantes. Les cadres de certification évoluent rapidement et sont souvent adaptés au cas par cas, tandis que les équipes doivent simultanément perfectionner la propulsion électrique et hybride, l'intégration des batteries, les capteurs à haute fiabilité et le vol autonome.

Les capitaux sont investis bien avant que les recettes ne soient au rendez-vous, ce qui fait de chaque investissement dans l'infrastructure de test une décision lourde de conséquences. Et l'objectif final est sans pitié : une production à l'échelle des avions monocouloirs, avec des contraintes SWaP strictes et une dépendance vis-à-vis d'une infrastructure qui n'existe pas encore pleinement.

Averna couvre l'ensemble du cycle de développement des eVTOL, du prototypage à la production. Malgré la diversité des conceptions des aéronefs, les architectures système sous-jacentes et les contraintes de certification restent largement comparables d'un véhicule à l'autre, ce qui permet plateformes d'essai et accélère leur déploiement dans l'ensemble des programmes. Les eVTOL se situent à la croisée de deux domaines d'ingénierie dans lesquels Averna intervient depuis des années: les systèmes critiques aéronautiques et la validation des groupes motopropulseurs électrifiés.

Cette combinaison nous permet d'aborder les nouvelles technologies eVTOL en nous appuyant sur des solutions existantes et éprouvées.

L'approche d'Averna en matière d'essais des eVTOL

L'approche d'Averna repose sur un principe fondamental : les moyens d'essai développés dès les premières phases d'un programme doivent rester utilisables jusqu'à la qualification finale et pendant la phase de production, en s'adaptant au programme à mesure que les spécifications et les exigences de certification évoluent. 

  1. Prototypage rapide embarqué

    Averna permet un déploiement rapide des fonctions embarquées grâce à plateformes de prototypage plateformes avec la conception basée sur des modèles. Les équipes d'ingénieurs peuvent ainsi évaluer les performances du système et itérer rapidement. Ce cycle de rétroaction court permet de valider rapidement les choix techniques et réduit le besoin de corrections en fin de cycle. 
  2. Validation précoce au cours du développement

    Les tests commencent dès les premières étapes de la conception du système. Les fonctions critiques sont évaluées même dans des configurations partielles ou en cours d'évolution. L'identification précoce des problèmes permet d'éviter des répercussions en aval et favorise la prise de décisions architecturales plus solides.  
  3. Validation itérative et au niveau du système

    Plutôt que de valider des composants isolés, Averna se concentre dès le départ sur le comportement au niveau du système. Les environnements de test sont continuellement adaptés à mesure que les exigences évoluent, ce qui permet aux équipes de saisir les interactions complexes entre les sous-systèmes tout en conservant un cycle d'itération rapide. 
  4. Approche de test axée sur la certification

    Les programmes eVTOL s'inscrivent dans des cadres tels que le SC-VTOL de l'AESA et la certification de classe spéciale de la FAA en vertu de l'article 14 CFR §21.17(b), où les exigences de navigabilité et les approches de certification sont encore en cours d'élaboration et adaptées à chaque aéronef. Averna aligne dès le début ses activités d'essai sur ces exigences de certification, garantissant ainsi que les travaux de validation répondent directement aux attentes en matière de conformité et réduisent les écarts entre les données techniques et les preuves réglementaires.  

plateformes d'essai pour eVTOL

Ce n'est qu'un aperçu de ce que nous proposons.

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Intégration de systèmes et plateformes HIL

Averna déploie des environnements de test unifiés couvrant les configurations MIL, SIL, PIL et HIL sur une seule et même plateforme. La simulation en temps réel est associée à des équipements physiques, et l'architecture reste ouverte aux outils tiers et aux composants COTS. La prise en charge multidomaine couvre :

  • Avionique
  • Systèmes électriques et de propulsion
  • Systèmes d'actionnement
  • Logiciel embarqué associé à un matériel modulaire et distribuable, capable d'évoluer à mesure que le programme se développe

Validation de la puissance et de l'énergie

Les groupes motopropulseurs électriques et hybrides nécessitent une émulation haute fidélité sur l'ensemble de la chaîne énergétique. Les systèmes d'Averna prennent en charge l'émulation des moteurs, des batteries et des piles à combustible, ainsi que les tests de convertisseurs (CA/CC, CC/CC, CA/CA) et la validation de l'électronique de puissance pour les onduleurs et les hacheurs.

plateformes allant de quelques dizaines de kilowatts à plusieurs mégawatts, permettant à la fois la validation des sous-systèmes et l'intégration complète du groupe motopropulseur.

Contrôles de fin de ligne

Les solutions de test de fin de ligne d'Averna couvrent les sous-ensembles critiques qui doivent être vérifiés au rythme de production :

Assemblages critiques
bloc-batteries
Stations de fin de ligne haute tension à grand nombre de canaux, virtualisation des instruments, simulation de scénarios critiques, climatisation, communication multiprotocole 
Onduleurs pour véhicules électriques et électronique de puissance
Isolation, courant alternatif haute tension, tests infrarouges, tests d'étanchéité (circuits de refroidissement, boîtiers, connecteurs) et inspection optique automatisée (AOI) avec contrôle 3D des broches, traçabilité et validation de la qualité 
Chargeurs de VE
Simulation de batterie, prise en charge de la recharge multi-normes (CCS1, CCS2, NACS), surveillance en temps réel, essais à haute puissance (plus de 600 kW), essais de conformité automatisés 
Actionneurs
Validation électromécanique et hydraulique avec application de charges dynamiques, architecture en temps réel, outillage de haute précision, dispositifs de fixation à tolérances serrées, trajectoires de charge validées par analyse par éléments finis (FEA) 

Essais numériques et fabrication

Averna centralise la gestion intelligente des tests à l'échelle des programmes et des sites, avec une numérisation complète, de la définition des exigences à l'exécution. Les modules d'E/S décentralisés prennent en charge aussi bien les déploiements sur les chaînes de production que les cas d'utilisation liés au diagnostic sur le terrain. Les données sont structurées de manière à garantir la traçabilité et l'intégration au sein des environnements d'ingénierie numérique.

Étude de cas

Validation en ligne pour les moteurs électriques

Couverture - Validation en ligne de la performance totale des moteurs de véhicules électriques

Averna a mis au point un système de validation de fin de ligne entièrement automatisé afin de garantir les performances et la qualité des moteurs électriques tout au long du processus d'assemblage.

Points clés à retenir

  • Une ligne de test entièrement automatisée qui réduit le temps d'inspection de 45 minutes à 5 minutes tout en améliorant la précision des mesures
  • Une validation en plusieurs étapes combinant des essais haute tension, des essais de vibration et des essais de performance afin de détecter les problèmes à un stade précoce et de garantir la fiabilité du système

Cette approche permet de réduire les risques au minimum avant la mise en service des produits et garantit une qualité constante à grande échelle. Elle montre également comment une validation intégrée peut accélérer la mise en production de systèmes électrifiés complexes tels que les eVTOL.

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