Nouveaux algorithmes d’optimisation de performances d’avions en croisière

Résumé

Ce projet de mémoire de maîtrise de recherche traite les méthodologies adoptées dans l’optimisation des performances d’un avion en vol afin de réduire la consommation de carburant et l’émission des gaz à effet de serre. L’objectif principal est de réduire l’empreinte environnementale du secteur aéronautique. Ce qui se réalise par la mise en place d’algorithmes qui peuvent être intégrés dans les systèmes de gestion de vol sous forme des fonctions utilisées par l’équipage pendant le vol. Notre étude se contente de la phase de vol la plus longue qui est la croisière. L’étude effectuée durant ce projet porte, essentiellement sur l’évolution des paramètres de performance d’un avion durant le vol, tels que celle du poids, du débit de carburant, des altitudes et vitesses. Ces paramètres sont générés à l’aide de la base des données de performance (PDB) qui a été qualifiée et validée avant son utilisation afin d’éviter l’erreur de calcul pouvant altérer le bon fonctionnement de ses algorithmes. Deux algorithmes ont été développés pendant ce projet pour le système de gestion de vol : Le premier algorithme se base sur un concept de mise à jour locale et globale de la table du coefficient de traînée permettant de prédire et de corriger le débit de carburant, le deuxième algorithme permet la création d’une nouvelle fonction intégrée dans le FMS qui permet de suivre les altitudes optimales pendant la croisière, en permanence, selon une trajectoire de montée continue. Les avions utilisés dans notre projet de recherche sont l’avion d’affaire Cessna Citation X et l’avion commercial de transport de passagers Airbus A310. La validation des résultats est effectuée sur le simulateur de vol de dynamique de vol certifiée au plus haut niveau par la FAA pour le Cessna Citation X au LARCASE ainsi que sur les systèmes de gestion de vol FMS CMA-9000 présents dans les laboratoires de la compagnie CMC Electronics. Pour la première partie du projet, les résultats obtenus présentent une amélioration dans la prédiction du débit de carburant en croisière. Ces résultats montrent une réduction de la consommation de carburant et de l’émission de bioxyde de carbone par l’avion et l’erreur de prédiction du débit de carburant tend vers 0. En ce qui concerne la deuxième partie du projet, la fonction de croisière en montée continue présente des résultats prometteurs. En effet, cette fonction permet de minimiser le nombre de changements de régime, effectués par le pilote, afin de suivre l’altitude optimale. Cette fonction a permis d’optimiser la consommation de carburant en croisière par 6% et ainsi de réduire la quantité de gaz à effet de serre émise par l’avion

Date	2 nov. 2020
langue originale	Français
Établissement diplômant	École de technologie supérieure
Superviseur	Ruxandra Botez (Directeur(-trice))