Disruption en vue dans l’industrie aéronautique. Airbus et Boeing sont en train de bouleverser leur tactique d’approche pour leurs futurs avions. Alors que les avionneurs construisaient jusque-là leurs usines en fonction de leurs avions, ils sont en passe d’opérer une approche radicalement… opposée. « Airbus construira son prochain programme, quel qu’il soit, de manière différente par rapport à ce qui s’est fait jusqu’à présent, lâche Robert Nardini, le responsable de l’ingénierie de production d’Airbus. Nos ambitions en matière de cadences de production, de qualité, de réduction des cycles de développement, de maturité à l’entrée en service de l’avion, sont telles que les process et outils actuels ne sont plus adéquats. » Pas de doute : l’enjeu de la digitalisation et de la robotisation de l’assemblage des avions est aussi stratégique – voire davantage – que la décarbonation de l’aviation. Et la pandémie mondiale, en mettant KO l’aéronautique, ne va faire qu’accélérer la tendance…
Jusqu’à présent, chaque nouvel avion était développé autour d’un nouveau moteur, définissant ses performances. Une ère bientôt révolue. « Notre prochain avion se différenciera de manière significative dans la façon dont il sera conçu et fabriqué et sera moins dépendant du système propulsif qui l’équipera », s’est avancé fin avril David Calhoun, le PDG de Boeing. Et le dirigeant de préciser que l’accent serait mis sur une réduction drastique du coût par siège. « Le secteur voulait surtout augmenter les cadences mais il cherche désormais à gagner en flexibilité et en efficacité », précise Vincent Caulet, le responsable des marchés aéronautique et automobile du Centre technique des industries mécaniques (Cetim).
Côté Airbus, les ambitions se dévoilent : une diminution du temps de développement d’un appareil de huit à cinq ans environ et une réduction des coûts de production supérieure à 10 %. Pourra-t-on demain assembler des avions comment on produit des voitures ? « On peut s’en rapprocher, parie Stéphane Campion, ex-directeur industriel de Stelia, filiale à 100 % d’Airbus dans les aérostructures, désormais directeur du site Airbus de Saint-Nazaire. On cherche en tout cas à tendre vers les méthodes de ce secteur pour produire plus vite des avions moins chers. »
La filière aéro sous le choc de la pandémie
L'Usine Nouvelle - Source : Gifas Des robots, des robots, des robots…
Systèmes robotisés et outils digitaux, les meilleurs antidotes contre la crise ? Le système industriel qui mettra en musique cette nouvelle approche devra quoi qu’il en soit être prêt « dans quelques années ». La rupture est enclenchée. Comment Airbus compte-t-il mener à bien cette révolution industrielle ? D’abord en généralisant l’usage des robots. Pour l’heure, hormis quelques initiatives, Airbus en a surtout déployé au niveau de sa ligne d’assemblage ultramoderne du fuselage de l’A 321, à Hambourg (Allemagne). Ils sont une vingtaine à trouer et assembler des éléments de tronçons.
Mais le groupe compte aller plus loin, beaucoup plus loin. À tel point que certaines sources évoquent la création prochaine d’une entité dédiée au développement de robots, ou tout du moins d’une équipe ad hoc. L’idée ferait son chemin chez l’avionneur, portée en particulier par son patron, Guillaume Faury, marqué par son expérience chez PSA. Nom de code : Airbus Robotics. « Airbus cherche à améliorer la compétitivité de sa production, mais aussi à réduire sa dépendance vis-à-vis des fournisseurs de robots, notamment chinois, pour des questions de stratégie et de souveraineté », résume une source interne. À Hambourg, les robots Kuka battant pavillon chinois pullulent…
Le marché des robots pour les assemblages de grande dimension pour l’aéronautique est très limité en raison des faibles volumes. Ce qui pourrait amener Airbus à développer sa propre expertise, mais nécessiterait de trouver un partenaire capable de produire de tels robots.
— Rémy Bonnery, cabinet Archery Strategy Consulting
« Le marché des robots pour les assemblages de grande dimension pour l’aéronautique est très limité en raison des faibles volumes, argue Rémy Bonnery, expert aéronautique au sein du cabinet Archery Strategy Consulting. Ce qui pourrait amener Airbus à développer sa propre expertise, mais nécessiterait de trouver un partenaire capable de produire de tels robots. » Car les besoins du secteur sont très spécifiques, entre les grandes dimensions des pièces, la nature des matériaux en particulier composites, sans oublier le haut niveau de qualité et de précision exigé. Aujourd’hui, à chaque difficulté, l’avionneur doit se retourner vers le fournisseur de robots…
Des process de production homogènes
La discrète acquisition en 2019 de l’américain MTM Robotics, qui a en particulier développé un robot mobile rampant sur des rails positionnés sur le fuselage pour assurer la jonction entre des tronçons, pourrait constituer les prémices d’une reprise en main dans ce domaine. En ligne de mire au niveau de l’assemblage : des robots assurant la peinture des avions et des systèmes logistiques automatisés pour apporter au bon endroit et au bon moment les pièces nécessaires.
Chez Stelia, chargé de l’assemblage des sous-ensembles, les robots se sont massivement invités dès 2017, propulsant ses sites à l’avant-garde en termes de production aéronautique sur le sol français. L’investissement de 110 millions d’euros annoncé au printemps – cofinancé pour moitié par le plan de relance de l’État – va encore accélérer le mouvement. « Dans un avenir proche, les robots pourraient assurer la jonction des panneaux et des planchers afin de réaliser des tronçons complets, prédit Stéphane Campion. Il en faudra plusieurs travaillant de concert et capables de positionner dans l’espace les sous-ensembles exactement au bon endroit. »
La réorganisation en cours des activités aérostructures vise aussi à homogénéiser les process de production, en particulier de composites, et d’assemblage. Et le dirigeant d’ajouter que la mise en œuvre des robots devra être pensée en parallèle avec le design des pièces d’avions et des process. Les ratés à répétition rencontrés par Boeing au niveau de la robotisation sur la ligne d’assemblage du 777X, entamée en 2014, mais abandonnée en 2019, témoignent de la nécessité d’une telle démarche. En matière de modernisation de l’outil industriel, les robots ne sont que la partie émergée de l’iceberg.
Une nouvelle approche de l’assemblage
Les futures lignes d’assemblage d’Airbus reposeront sur ce concept inédit dans l’aéro : le co-design, c’est-à-dire les conceptions simultanées de l’avion et du système industriel, robots compris. « Cette approche, appliquée dans l’automobile, avait été amorcée avec l’A 350, mais nous allons passer à un niveau supérieur », appuie Robert Nardini. Un concept qui fonctionne sur la base de boucles itératives, permettant d’adapter en temps réel le produit et les process, dans le but de faire correspondre les besoins des clients et les contraintes industrielles.
Un enjeu d’autant plus crucial que les demandes de personnalisation de cabine des compagnies aériennes, gage de différenciation, explosent et expliquent en partie les goulets d’étranglement observés justement à Hambourg pour son monocouloir. D’où la volonté de l’avionneur d’opérer une rupture dans l’approche de son assemblage. À savoir : découpler la cabine du fuselage pour réduire les impacts industriels sur ce dernier. « Cela passera par la mise au point de tronçons de fuselage standardisés et faciles à produire ainsi que par la mise en œuvre de modules pré-assemblés, à l’instar de qui ce fait dans l’automobile », annonce Robert Nardini. L’approche rappelle la stratégie de plate-forme modulaire chère à PSA…
Dernier pilier de cette nouvelle architecture industrielle : la continuité numérique. Du bureau d’études aux équipes industrielles, elle devra permettre un transfert de données facilité grâce à l’accès à une source d’information unique, la maquette numérique de chaque appareil. Une connectivité accrue portée en interne par l’outil DDMS (pour Digital design, manufacturing and services). Et qui se déclinera sur le terrain à grand renfort de tablettes et de lunettes de réalité augmentée.
Avec en ligne de mire une qualité de production accrue et une plus grande flexibilité des lignes de production, qui devront être capables de fabriquer différentes versions d’un avion, voire différents programmes. « Les futures chaînes offriront surtout une plus grande flexibilité de planification, en fonction des demandes des clients et de nos capacités », glisse Robert Nardini. L’usine du futur sera capable in fine de livrer sans à-coups de production des avions sur mesure.
Auto et aéro, des liens historiques
Si l’aéro lorgne de plus en plus les procédés de production de l’automobile, les liens entre les deux secteurs ne datent pas d’hier. Nombre de grands noms de l’industrie automobile d’aujourd’hui se sont frottés, à leurs débuts, à la fabrication d’avions. C’est le cas notamment de l’américain Ford avec son Trimotor, construit à quelque 200 exemplaires dans les années 1920. Des groupes comme le suédois Saab et le britannique Rolls-Royce témoignent des liens industriels forts qui liaient les deux secteurs. Les japonais Honda et Mitsubishi font perdurer cette dualité industrielle.
En France, Renault a fourni au début de son histoire des moteurs pour petits aéronefs, une activité finalement absorbée après la Seconde Guerre mondiale par la Snecma, futur Safran. Plus récemment, à la fin des années 1990, l’Aérospatiale et Renault Sport ont créé la Société de motorisations aéronautiques (SMA) visant, là encore, l’aviation légère avec les moteurs SR305 et SR460 et rachetée peu après par Safran. Le motoriste français a finalement annoncé en septembre 2020 la cession de cette activité au sous-traitant aéronautique allemand Röder Präzision.
