Au moment même où Concorde s’apprête à prendre sa retraite, on mesure encore aujourd’hui combien cet avion était en avance sur son époque du point de vue technologique. Par exemple, le "bel oiseau" était déjà équipé d’un système de freinage à commande électrique, le premier de ce type, spécialement développé par Messier-Bugatti. 40 ans plus tard, Messier-Bugatti est toujours en avance mondiale avec les systèmes de freinage FFBW des tout derniers Airbus ! A l’heure où l’on évoque de façon de plus en plus précise l’avion tout électrique, l’électrisation complète du système de freinage, incluant donc la source de puissance utilisée au niveau de chaque actionneur, revient évidemment à l’ordre du jour.
Une évolution logique
La novation faite à l’époque pour le Concorde, montre à quel point le concept du frein électrique est, pour Messier-Bugatti, spécialiste mondial du freinage aéronautique, le résultat logique d’une longue démarche. C’est la raison pour laquelle la société travaille depuis plusieurs années sur ce concept et justifie aujourd’hui de plusieurs essais menés au banc, portant à la fois sur le frein proprement dit, mais également son boîtier de commande. Grâce à d’importants moyens mis en œuvre, ces essais sont effectués en même temps sous les aspects statique (avec simulation en temps réel), dynamique, et de l’endurance.
Messier-Bugatti est l’un des acteurs du programme européen de recherche POA (Power Optimized Aircraft) qui, de façon logique, évalue l’électrisation globale de l’ensemble des systèmes embarqués – et notamment, la totalité des systèmes liés au train d’atterrissage – seule façon d’optimiser la rentabilité d’un tel concept.
Des qualités séduisantes
Les qualités de l’avion tout électrique, s’affranchissant totalement de toute autre forme d’énergie à bord, notamment hydraulique, portent sur le volume, la masse et le prix. De façon plus précise, bien d’autres qualités peuvent être illustrées en s’appuyant sur l’exemple du frein électrique. En premier lieu, on évoque une efficacité et un confort de freinage encore supérieurs, résultant du fait que l’on pilote désormais séparément l’effort appliqué sur chaque actionneur. On parle également de fiabilité et de maintenabilité élevées, notamment une grande facilité de diagnostique, ainsi que d’une durée de vie très augmentée des actionneurs, qui pourraient connaître que deux changements au cours de la durée de vie d’un avion. En outre, la mesure précise de l’usure des freins devient une réalité extrêmement facile à réaliser, puisqu’il ne s’agit plus que de se référer au déplacement micrométrique d’une simple vis… Ces qualités sont tellement séduisantes aux yeux des avionneurs que le concept du frein tout électrique est déjà envisagé sur les avions de demain. En effet, à la demande de Boeing, Messier-Bugatti a répondu à une demande d’informations préliminaires pour le projet du 7E7. De même, ce concept est évoqué pour une version cargo de l’A380, ainsi que pour le "reengineering" de certains avions en service.
La troisième génération
Jusqu’à présent, sur le circuit principal de freinage de type électro-hydraulique, la régulation était électrique (depuis l’ordre donné sur la pédale par le pilote jusqu’à une électro-vanne, activant l’énergie hydraulique) et ce, via un calculateur, le BSCU (Braking and Steering Control Unit). Mais la puissance, elle, restait hydraulique, par l’intermédiaire de servo-valves, actionnant les pistons au niveau de chaque frein. Ce système, habituel sur les avions modernes, est en fait celui du "Brake by Wire" (en référence à l’ordre de freinage, donné sous forme électrique).
Dans un deuxième temps, le circuit de secours est devenu également à régulation électrique (d’où le nom de "Full Brake By Wire", appliqué notamment sur l’Airbus A340-500/600) puis à génération hydraulique locale autonome, grâce à l’EHA (Electro Hydrostatic Actuator) : une micropompe entrainée par un moteur électrique qui permettait d’actionner les pistons des freins en utilisant un circuit hydraulique décentralisé (appliqué sur l’A380).
Le frein électrique représente ainsi la troisième génération de l’électrisation du système de freinage, portant sur l’électrisation de la source même de puissance et permettant ainsi de s’affranchir complètement de tout système hydraulique. La régulation reste électrique - utilisant un calculateur dédié de type BSCU, ou bien un logiciel spécifique logé dans une IMA - mais la puissance devient elle-même complètement électrique. L’ordre de freinage arrive cette fois dans un boîtier de commande commun à plusieurs freins, l’EBC (Electical Braking Controller), qui le transmet directement et individuellement à chaque actionneur. Celui-ci est composé d’un moteur, qui actionne une vis par l’intermédiaire d’un réducteur, permettant, selon le principe de la vis et de l’écrou, de presser les rotors sur leurs stators respectifs. La présence d’un moteur par actionneur permet de piloter individuellement l’effort appliqué à chacun d’entre eux. Le freinage de chaque roue est alimenté par deux circuits électriques, selon une répartition symétrique au niveau des actionneurs permettant d’avoir un niveau satisfaisant de sécurité : si l’un des circuits tombe en panne, l’autre circuit continue d’alimenter suffisamment d’actionneurs pour maintenir un freinage efficace.
40 ans d’expérience en exploitation
L’expertise de Messier-Bugatti, portant à la fois sur les freins et le système de freinage, lui donne une vue globale de la problématique, et lui permet d’appréhender l’électrisation du freinage de façon plus complète, notamment du point de vue de son intégration. Cette qualité rend la société apte à développer les solutions les plus optimisées.
