Avantages environnementaux de la gestion intégrée de la santé des véhicules (IVHM)

Nous constatons une attention et des investissements croissants de la part de l'industrie et des gouvernements du monde entier pour accélérer les résultats en matière de développement durable grâce à des investissements technologiques. Ceci est motivé par les impératifs de compétitivité du marché et l'élévation constante et inexorable de l'efficacité globale des aéronefs. De nombreux équipementiers construisent des avions à propulsion électrique purement électrique et à pile à combustible à hydrogène, en mettant l'accent sur le marché des 50 passagers ou moins. En fait, Boeing a commencé à certifier un avion électrique via sa coentreprise, Wisk. Et tandis que ces premiers avions électriques de cette décennie ne transporteront que quelques passagers, l'ingénieur en chef de la durabilité de Boeing, Brian Yutko, a déclaré qu'ils augmenteront le nombre de passagers et l'autonomie au fil du temps avec des améliorations des batteries et des moteurs, tout comme ce que nous voyons dans l'industrie automobile. Les avantages de cette augmentation et de ce changement d'investissement sont clairs : des coûts d'exploitation et de maintenance réduits grâce à des systèmes plus simples et aucune émission.

Nous avons vu qu'il y a des avantages substantiels en termes de durabilité dans l'aérospatiale provenant des activités liées à l'aviation numérique (référence "L'avion durable à travers le prisme de l'aviation numérique - quels sont les leviers clés?» de John Maggiore du 23 avril 2021). En bref, la gestion proactive des données des aéronefs peut produire et produit des avantages économiques et opérationnels mesurables, à la fois en termes d'efficacité opérationnelle globale et de réduction des interruptions d'exploitation. Ceux-ci sont traditionnellement considérés comme des avantages « économiques », et ces avantages sont régulièrement utilisés pour justifier des investissements dans la technologie à la fois sur l'avion et au sol, ainsi que pour la transmission et la gestion des données. C'est également le principal moteur d'un écosystème croissant de services connexes permettant d'exploiter l'opportunité. Dans le domaine du « maintien en puissance » (par exemple, maintenance, MRO), il existe des exemples clairs d'efficacités opérationnelles qui peuvent être réalisées par l'IVHM. De plus, ces activités présentent des avantages en matière de durabilité. Nous pouvons ici désigner ces avantages et les activités qui les animent comme « Durabilité durable ».

Le développement durable est l'effet de levier intentionnel de la technologie pour offrir des avantages économiques et durables quantifiables dans le domaine aérospatial des opérations techniques

IVHM et durabilité

L'IVHM est très bien défini par le Cranfield University IVHM Centre :

« L'IVHM englobe un large éventail de technologies à la fois dans et au-delà du domaine de l'aviation numérique traditionnelle. L'IVHM est la capacité unifiée des systèmes d'évaluer l'état actuel ou futur de la santé du système membre et d'intégrer cette image de la santé du système dans un cadre de ressources disponibles et de demande opérationnelle. Il s'agit d'une capacité de très grande envergure englobant des analyses de rentabilisation et des modèles ; législation, certification et normes; architecture et conception; ainsi que des algorithmes pour le pronostic, le diagnostic et le raisonnement.

Bref, l'IVHM est une fauchée clé du domaine « aviation numérique ».

Nous pouvons classer les avantages de durabilité qui découlent de l'IVHM en tant que directs et indirects, tangibles et intangibles. Les avantages intangibles sont souvent axés sur les perceptions des employés et du marché et sur l'image de marque. Ils sont bien réels mais difficiles à quantifier. Ici, nous nous concentrons sur les avantages tangibles. Les avantages directs peuvent inclure une réduction des matériaux et des déchets, une consommation d'énergie réduite, une réduction du bruit, une biodiversité améliorée et, bien sûr, des émissions de CO inférieures.₂ et d'autres polluants préoccupants. Les avantages indirects comprennent l'efficacité du travail, la qualité de vie humaine, la sécurité et l'utilisation et la consommation de matériaux.

De par sa nature, une efficacité accrue soutient la durabilité, à la fois directement et indirectement.

Exemples sélectionnés de développement durable via l'IVHM

Le cas d'utilisation classique de l'IVHM consiste à comprendre de manière proactive et à distance l'entretien actuel ou futur d'un véhicule. Nous appelons souvent cela « maintenance prédictive », « maintenance conditionnelle » ou « gestion de la santé des aéronefs ». Lorsque nous pouvons, grâce à l'analyse, prédire une panne d'équipement en attente, nous pouvons bien sûr tirer parti du traitement du problème de manière planifiée et éviter la probabilité et l'impact d'une interruption de calendrier, mais nous pouvons également offrir des avantages matériels directs en matière de durabilité. Dans de nombreux cas, l'exploitation avec un système dégradé, bien que sûre et approuvée, peut considérablement limiter les opérations en termes d'altitude ou de portée. Cela se traduit par moins de degrés de liberté dans l'utilisation du véhicule et diminue la probabilité d'achèvement de la mission ou du calendrier. Dans les cas où l'équipement fait partie du système de contrôle de l'environnement, comme une vanne, une pénalité directe de consommation de carburant très importante (jusqu'à 4 %) et le CO résultant supplémentaire₂ les émissions peuvent être évitées. Bien sûr, il y a des avantages indirects qui en découlent, tels que des besoins de stock réduits, des coûts d'expédition de pièces et une utilisation plus efficace de la main-d'œuvre.

D'autres avantages du développement durable via l'IVHM peuvent être moins évidents mais constituent une empreinte de durabilité significative. Voici quelques exemples illustratifs :

• Données en vol : en surveillant les données en vol, nous pouvons aider les pilotes à atteindre leurs objectifs d'efficacité et à garantir le respect des politiques de développement durable de l'entreprise.
  • Résultat: Moins d'émissions (à partir de la consommation de carburant inférieure)

• Opérations au sol : en surveillant et en optimisant les opérations au sol avec de nouveaux capteurs, nous pouvons garantir une efficacité opérationnelle maximale et une réduction de la pollution atmosphérique et du bruit locaux
  • Résultat: Réduction de la consommation d'énergie, réduction de la pollution, réduction des niveaux de bruit et amélioration de la biodiversité

• Trafic aérien et terrestre de l'aéroport: en appliquant des analyses et une modélisation sophistiquées au trafic aérien et terrestre de l'aéroport, nous pouvons rationaliser le flux du trafic aérien, réduire le temps de vol perdu à l'arrivée, réduire le temps de roulage et réduire l'impact environnemental.
  • Résultat: Moins d'émissions (à partir de la consommation de carburant inférieure), Réduction de la pollution, Réduction des niveaux de bruit, Amélioration de la biodiversité

• Optimisation de la route: en analysant les données des avions, nous pouvons comprendre les caractéristiques de consommation de carburant des avions individuels et leurs performances sur différentes routes. Avec cette compréhension, nous pouvons optimiser l'utilisation de l'avion par route, transporter la quantité optimale de carburant et identifier les dégradations (causées par la glace, le sable, les cendres volcaniques, etc.) de l'avion et prendre des mesures rapides pour y remédier (par exemple, surface de contrôle garniture).
  • Résultat: Moins d'émissions (à partir de la baisse de la consommation de carburant), Utilisation/gaspillage réduits d'énergie et de matériaux (à partir de moins de MRO tout au long du cycle de vie)
• MRO amélioré numériquement: en permettant de nouvelles méthodes d'inspection qui sont plus autonomes, nous pouvons améliorer l'efficacité (augmentation de la précision de l'inspection) tout en réduisant la main-d'œuvre et la consommation d'énergie, réduisant ainsi les déchets d'élimination inutiles et les efforts résultant du processus. De plus, en déployant des analyses et dans le processus de dépannage de l'avion, nous pouvons réduire le nombre d'actions de maintenance et de suppressions « aucun défaut trouvé ». Les « unités incontrôlables » peuvent également être identifiées et traitées par le biais d'une procédure ou d'un rebut.
  • Résultat: Consommation d'énergie réduite, consommation/gaspillage d'énergie et de matériaux réduits

• Application tout au long du cycle de vie: En appliquant des analyses et une modélisation avancées au niveau des matériaux, des composants, des sous-ensembles ou des actifs tout au long du cycle de vie, nous pouvons optimiser l'approvisionnement, la fabrication, l'exploitation, la maintenance et la mise hors service/mise au rebut ultime de l'actif.
  • Résultat: Consommation d'énergie et utilisation de matériaux réduites

• Technologies/Solutions vertes : En tirant parti des méthodes et de la modélisation IVHM éprouvées, l'industrie aéronautique peut augmenter les chances de succès lors de l'introduction de nouvelles technologies/solutions vertes tout en accélérant leur introduction
  • Résultat: Soutenir la réalisation des objectifs de durabilité de l'industrie

Innovation tournée vers l'avenir

L'IVHM Center de Cranfield a, avec ses partenaires principaux, une aspiration à long terme à fournir un soi-disant 'Avion conscient' avec le potentiel d'une plate-forme d'avion sans entretien. Ce concept vise à réaliser la création d'un système IVHM capable d'être pleinement conscient de l'état de l'avion, capable soit de suggérer des actions appropriées, soit de prendre des mesures pour lui-même.

En créant « l'avion conscient », l'avion entier est surveillé et est lié à l'écosystème de l'aviation (aéroports, espace aérien, compagnies aériennes, passagers, services après-vente), en maximisant les avantages des exemples précédents. Ce concept vise à éliminer les défauts techniques imprévus et en cas de dommage être en mesure de décider des actions qui minimisent l'impact sur l'environnement ou d'opérer une mission modifiée dans une application militaire.

• Résultat: Avantages maximisés de : émissions réduites (grâce à une consommation de carburant réduite), une consommation d'énergie réduite et une utilisation/gaspillage de matériaux réduits

Résumé

Il est bien entendu que l'IVHM et l'aviation numérique offrent aujourd'hui des avantages économiques. Comme indiqué ci-dessus, ils offrent également des avantages importants, bien que souvent méconnus, en matière de durabilité. En examinant ces activités sous un nouvel angle, nous pouvons également voir que l'IVHM aura un rôle clé pour garantir que la promesse d'investissements axés sur la durabilité est tenue et que les opérations et le maintien en puissance sont aussi durables que possible. Enfin, de nouveaux axes de recherche et d'investissement ouvrent également actuellement de nouveaux horizons et opportunités pour le développement durable et au-delà, tout au long du cycle de vie de l'aérospatiale.

Source : https://blogs.cranfield.ac.uk/aerospace/environmental-benefits-of-integrated-vehicle-health-management-ivhm/