Pérenniser les flottes existantes : comment les Smart Retrofits révèlent de nouveaux potentiels d’efficacité dans l’aéronautique

L'avenir de l'aéronautique se joue aussi sur les flottes déjà en service

Pendant de nombreuses années, la stratégie des compagnies aériennes reposait sur un principe relativement simple : améliorer progressivement les performances grâce au renouvellement des flottes.

Aujourd'hui, cette équation a profondément changé.

Les carnets de commandes des constructeurs sont historiquement élevés, les délais de livraison s'allongent et les tensions sur les chaînes d'approvisionnement retardent l'arrivée des nouveaux appareils. Dans le même temps, la reprise du trafic aérien et les exigences environnementales imposent aux exploitants de maintenir des niveaux élevés de disponibilité tout en réduisant leur consommation de carburant et leurs émissions de CO₂.

Dans ce contexte, une question devient centrale : comment améliorer les performances des avions existants lorsque leur remplacement ne peut plus être envisagé à court terme ?

La réponse passe de plus en plus par une approche différente de la maintenance et de l'ingénierie : le Smart Retrofit.

Les flottes existantes deviennent un actif stratégique

Plus de 7 500 Airbus A320ceo sont encore en exploitation dans le monde. Beaucoup resteront en service bien au-delà de leur durée d'utilisation initialement envisagée.

Cette évolution modifie profondément la manière dont les industriels et les compagnies aériennes considèrent leurs appareils.

Cette nouvelle réalité renforce également l'importance de la maintenance et de la gestion des pièces de rechange. Les délais d'approvisionnement, la complexité des chaînes logistiques et la raréfaction de certains composants peuvent désormais avoir un impact direct sur l'exploitation des flottes exitantes.

Du retrofit traditionnel au Smart Retrofit

Pendant longtemps, les opérations de retrofit visaient principalement à remplacer des composants arrivés en fin de vie ou devenus obsolètes. Aujourd'hui, cette approche évolue.

Les Smart Retrofits s'appuient sur les technologies numériques pour repenser certaines pièces ou sous-ensembles afin d'améliorer simultanément leurs performances, leur fabricabilité, leur maintenabilité et leur disponibilité.

Cette évolution est rendue possible par la convergence de plusieurs innovations :

• l'ingénierie numérique et les jumeaux numériques (Digital Twins) ;
• la simulation multiphysique et les calculs de structure ;
• la fabrication additive ;
• les matériaux composites de nouvelle génération ;
• l'intelligence artificielle appliquée à la conception.

L'objectif n'est pas uniquement d'innover sur le plan technologique, mais de répondre à des enjeux opérationnels très concrets :

• réduire les temps d'immobilisation des appareils ;
• améliorer la disponibilité des pièces critiques ;
• simplifier les opérations de maintenance ;
• diminorer les coûts de fabrication ;
• optimiser les performances sur l'ensemble du cycle de vie de l'avion.

Cas pratique : une extrémité d’aile adaptée aux exigences d’aujourd’hui

L’extrémité d’aile (Wingtip) de l’Airbus A320ceo constitue une illustration particulièrement représentative de cette approche.

Situé à l'extrémité de l'aile, cet élément joue un rôle essentiel dans les performances aérodynamiques de l'Airbus A320ceo. En réduisant la traînée induite, il contribue directement à diminuer la consommation de carburant et les émissions de CO₂.

Avec l’allongement de la durée d’exploitation des flottes existantes, la nécessité d’un approvisionnemen fiable et économique en pièces de rechange devient un enjeu stratégique.

Akkodis, en collaboration avec son partenaire pionAERO GmbH, a étudié une nouvelle manière de produire ce composant en s'appuyant sur la fabrication additive. L'objectif n'était pas de modifier les performances aérodynamiques du Wingtip, mais de conserver sa géométrie tout en améliorant sa fabricabilité, sa maintenabilité et sa disponibilité.

La solution développée combine fabrication additive et matériaux composites avancés. Elle est actuellement engagée dans le processus de certification aéronautique.

Au-delà du composant lui-même, ce projet démontre comment les technologies numériques peuvent accompagner la modernisation progressive des plateformes aéronautiques existantes.

De l'ingénierie numérique à la certification : transformer une innovation en solution industrielle

Dans l'aéronautique, une innovation ne devient une solution industrielle que lorsqu'elle satisfait aux exigences les plus strictes en matière de sécurité, de fiabilité et de certification. C'est pourquoi le développement d'un composant issu de la fabrication additive ne se limite pas à sa conception. Il repose sur une chaîne numérique complète, intégrant simulation, validation et démonstration de conformité.

Grâce aux jumeaux numériques (Digital Twins), aux simulations de charges et aux analyses de structure, les ingénieurs peuvent évaluer très tôt le comportement mécanique du composant dans son environnement réel. Cette approche permet d'anticiper les risques, d'optimiser les choix de conception et de réduire le nombre d'itérations physiques.

Au-delà du gain de temps, cette continuité numérique constitue un atout majeur pour préparer les futures étapes de certification.

Dans un secteur où chaque modification doit être démontrée, documentée et validée, l'ingénierie numérique devient un véritable accélérateur d'industrialisation.

Des bénéfices concrets pour les compagnies aériennes et les acteurs de la maintenance (MRO)

Si les innovations technologiques sont essentielles, leur valeur se mesure avant tout à leurs impacts opérationnels pour les exploitants et les acteurs de la maintenance aéronautique (MRO).

Le projet de Wingtip développé par Akkodis en illustre parfaitement cette logique.

La nouvelle conception permet de réduire le temps de montage d'environ 40 heures à seulement 6 heures, tout en supprimant près de 470 rivets grâce à l'utilisation de technologies d'assemblage par collage.

Les avantages dépassent largement le cadre de cette seule pièce :

• Réduction des temps de maintenance et d’immobilisation ;
• Simplification des processus de fabrication ;
• Amélioration de la flexibilité industrielle ;
• Possibilité de produire des pièces de rechange à la demande ;
• Réduction des stocks ;
• Diminution de la dépendance aux chaînes logistiques complexes.

Pour les compagnies aériennes, ces bénéfices représentent bien plus qu’une simple amélioration technique. Ils se traduisent par une meilleure disponibilité des avions, des coûts d’exploitation réduits et la capacité d’exploiter les flottes existantes de manière rentable sur une période plus longue.

De l’innovation à l’application industrielle

8 Pour que ces solutions déploient pleinement leur potentiel, elles doivent répondre aux exigences particulièrement strictes de l’industrie aéronautique.

Cela implique des campagnes complètes d’essais et de validation ainsi qu’une orientation résolument tournée vers la certification réglementaire. Les composants sont testés sous des conditions de charge réalistes, les propriétés des matériaux sont démontrées et l’ensemble des résultats est soigneusement documenté.

Dans le domaine des structures aéronautiques fabriquées par impression 3D, la réussite ne dépend pas uniquement de la faisabilité technique. Un concept innovant ne peut devenir une solution industrielle évolutive qu’à condition de répondre aux exigences de traçabilité, de sécurité et de conformité réglementaire.

La combinaison du développement numérique, de la validation structurelle, des essais physiques et d’une stratégie de certification constitue donc un pilier essentiel pour l’intégration industrielle de composants fabriqués par voie additive dans l’aéronautique.

La prochaine étape : repenser l’aérodynamique

Alors que le projet actuel repose sur la géométrie existante du wingtip, les travaux se tournent déjà vers une nouvelle phase d’évolution. C'est précisément l'objectif du projet de recherche européen ECOfence, cofinancé par l'Union européenne. Les travaux portent sur le développement de nouvelles géométries de Wingtip conçues grâce à des simulations CFD (Computational Fluid Dynamics) assistées par intelligence artificielle.

L’objectif est d’exploiter de nouveaux leviers d’efficacité et d’améliorer encore les performances aérodynamiques des avions existants.

Les recherches portent notamment sur :

• la réduction de la traînée induite ;
• de nouvelles économies de carburant ;
• la diminution supplémentaire des émissions de CO₂.

Le projet vise des gains aérodynamiques additionnels pouvant atteindre 2 %.

Ainsi, l’enjeu ne se limite plus à la disponibilité des pièces de rechange : il s’agit désormais d’optimiser activement les performances des plateformes aéronautiques existantes. Le développement numérique, l’intelligence artificielle et la fabrication additive se complètent pour ouvrir de nouvelles perspectives à l’évolution des flottes en service.

Les Smart Retrofits : un levier stratégique pour une aviation plus durable

La transformation du secteur aéronautique ne reposera pas exclusivement sur l'arrivée de nouvelles générations d'appareils. Elle dépendra tout autant de la capacité des industriels et des compagnies aériennes à valoriser les flottes déjà en service.

Les Smart Retrofits s'inscrivent pleinement dans cette dynamique. En associant ingénierie numérique, intelligence artificielle, fabrication additive et démarche de certification, ils permettent de prolonger la durée de vie des avions tout en améliorant leurs performances opérationnelles et environnementales.

Le projet de Wingtip développé par Akkodis démontre qu'il est désormais possible de repenser des composants existants afin d'améliorer leur disponibilité, leur maintenabilité et leur efficacité industrielle.

Le projet ECOfence ouvre quant à lui une nouvelle perspective : utiliser l'intelligence artificielle non seulement pour optimiser les processus de développement, mais aussi pour concevoir des solutions aérodynamiques plus performantes.

Cette évolution marque un changement profond dans la manière d'aborder l'innovation aéronautique.

Les Smart Retrofits ne consistent plus simplement à prolonger la durée de vie des avions. Ils deviennent un véritable levier de compétitivité, permettant aux compagnies aériennes et aux industriels de concilier performance économique, excellence opérationnelle et transition environnementale.

Note éditoriale

Le projet de Winglet est cofinancé par l’Union européenne dans le cadre du Fonds européen de développement régional (FEDER).