Tout comme la majorité des autres moyens de transport, les aéronefs participent au réchauffement de la planète. En fait, le transport aérien est responsable de 12 pour cent des émissions de gaz à effet de serre attribuables au secteur des transports aux États-Unis. Et on prévoit une hausse de ce pourcentage.

C’est pour cette raison que David Zingg, Ph.D. et directeur de l’Institut des études aérospatiales de l’Université de Toronto, cherche littéralement à remodeler l’avion. « Le modèle actuel – un fuselage avec des ailes – est utilisé depuis une cinquantaine d’années, dit-il. Tous les développements ont été faits, laissant ainsi peu de place à l’amélioration. Mais les nouveaux modèles caractérisés par une plus faible traînée aideraient à réduire les émissions. »

Par le passé, la conception d’un aéronef exigeait de longues heures d’essais en soufflerie et beaucoup de tâtonnements sur la table à dessin. De nos jours, les essais en soufflerie sont toujours importants à un stade ultérieur, mais la modélisation informatique avancée a révolutionné chaque étape du processus. De fait, les ordinateurs font eux-mêmes une grande partie du travail de conception – guidés par des règles logicielles sophistiquées – des « algorithmes ».

Une fois ces règles définies, les concepteurs peuvent préciser les objectifs et les contraintes d’un projet donné, ainsi que certains paramètres de base – puis s’assoient confortablement et laissent travailler l’ordinateur. « En utilisant les algorithmes, explique M. Zingg, l’ordinateur effectue une recherche intelligente parmi les designs possibles pour trouver celui qui satisfait à l’ensemble des contraintes et optimise l’atteinte des objectifs. »

Ceci peut paraître facile, mais l’élaboration de ces règles est un processus mathématique complexe. Il faut un talent et une expérience incroyables pour donner à de longues suites de 1 et de 0 la capacité de concevoir quelque chose. M. Zingg, met à profit ce talent et cette expérience pour concevoir des algorithmes qui permettent d’optimiser le flux de l’air sur les différentes surfaces d’un avion proposé. Plus un aéronef fend l’air facilement, plus sa consommation de carburant sera faible et moins il produira d’émissions. D’autres scientifiques de l’Institut s’intéressent davantage aux écoulements de gaz à l’intérieur des turboréacteurs, créant ainsi leurs propres algorithmes qui guideront la conception d’une nouvelle génération de systèmes de propulsion plus efficients et plus silencieux. Le développement de tous ces logiciels exige un matériel informatique robuste; les ordinateurs de grande puissance utilisés par M. Zingg et ces collègues de l’Institut ont été financés en partie par le Fonds ontarien pour l’innovation.

Même si l’informatique joue maintenant un rôle aussi important, le facteur humain n’a aucunement été évacué de la quête pour un aéronef plus respectueux de l’environnement. « Ce n’est pas pour demain que nous aurons des algorithmes nous permettant de simplement appuyer sur un bouton pour produire l’avion parfait, indique M. Zingg. Nous devons habituellement guider le processus. Nous devons dire des choses telles que “donne-moi le parfait ensemble aile/fuselage intégré“. Même la formulation du problème est une étape complexe en raison du grand nombre d’objectifs concurrentiels et des très, très nombreuses contraintes. »

« Mais c’est là que le plaisir commence. »

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