Tendances technologiques de l’électronique aéronautique 2024

Tendances technologiques de l’électronique aéronautique 2024 : façonner l’avenir du vol et de l’approvisionnement

Le paysage de l’électronique aéronautique connaît une transformation profonde, portée par la numérisation, la connectivité et la demande d’une plus grande efficacité. Pour les responsables des achats, comprendre ces tendances est essentiel pour prendre des décisions éclairées sur les futures plates-formes, mises à niveau et stratégies de chaîne d'approvisionnement. Cette analyse des principales tendances de 2024 explore comment les innovations dans des domaines tels que l'intelligence artificielle, les systèmes électriques et la connectivité remodèlent le rôle de composants fondamentaux tels que les relais de l'aviation militaire , les capteurs d'aviation et les réseaux de distribution d'énergie.

Les tendances dominantes qui remodèlent l’électronique aéronautique

Cette année, nous assistons à la convergence de plusieurs forces puissantes qui passent de la recherche à la mise en œuvre opérationnelle, influençant à la fois l’aviation civile et militaire.

1. L'essor de l'intelligence artificielle et de l'apprentissage automatique (AI/ML)

L'IA va au-delà du cloud et pénètre dans les systèmes centraux des avions. Son impact est double :

• Maintenance prédictive et gestion de la santé : les algorithmes d'IA analysent les données de milliers de capteurs d'aviation surveillant les vibrations, la température et les paramètres électriques des moteurs d'aviation de haute qualité et d'autres systèmes. Ils peuvent prédire des pannes telles que l'usure des roulements ou la dégradation des contacts d'un contacteur de l'aviation militaire des semaines à l'avance, faisant ainsi passer la maintenance d'une maintenance basée sur un calendrier à une maintenance basée sur l'état.
• Opérations aériennes améliorées : l'IA facilite le routage météorologique en temps réel, l'optimisation du carburant et même la détection et la réponse automatisées des menaces dans des scénarios militaires, augmentant ainsi les exigences de traitement de l'informatique embarquée.

2. Connectivité avancée et « avion connecté »

L’avion devient le nœud d’un vaste réseau de données.

• Communications par satellite (SATCOM) et intégration de l'IoT : le streaming de données en temps réel pour la surveillance de la santé, la connectivité des passagers et les mises à jour opérationnelles nécessite des systèmes de communication robustes et toujours actifs. Cela augmente la complexité et la criticité de l’infrastructure de commutation d’alimentation et RF de support.
• La cybersécurité comme élément fondamental : une connectivité accrue entraîne un risque accru. La sécurité est désormais une exigence de conception obligatoire dès le niveau des composants, affectant même les micrologiciels des appareils de base.

3. Plus d’avions électriques (MEA) et évolution du système d’alimentation

La transition des systèmes pneumatiques et hydrauliques vers l’énergie électrique s’accélère.

• Distribution CC haute tension : les systèmes passent à 270 V CC ou plus pour réduire le poids et les pertes. Cela nécessite une nouvelle génération de composants : des fusibles d'aviation, des contacteurs et des relais certifiés HVDC conçus pour interrompre en toute sécurité les arcs CC.
• Distribution d'énergie à semi-conducteurs (SSPD) : le remplacement des relais et disjoncteurs électromécaniques traditionnels de l'aviation militaire par des SSPC à base de semi-conducteurs permet des courbes de déclenchement définies par logiciel, une limitation précise du courant et des données granulaires sur l'état du système.

Prise en charge des catalyseurs technologiques et des impacts au niveau des composants

Ces macro-tendances sont rendues possibles par des avancées spécifiques dans les technologies sous-jacentes qui affectent directement la conception et la sélection des composants.

R&D en nouvelles technologies et dynamique des applications

• Semi-conducteurs à large bande interdite (SiC et GaN) : ces matériaux permettent de réaliser des convertisseurs de puissance, des entraînements de moteur et des SSPC plus petits, plus légers et plus efficaces. Ils permettent des fréquences de commutation plus élevées et de meilleures performances thermiques, ce qui influence à son tour la conception des systèmes de refroidissement et des capteurs d'aviation pris en charge.
• Fabrication additive (impression 3D) : utilisée pour le prototypage rapide et la production de boîtiers de composants complexes, légers et optimisés, de dissipateurs thermiques et même de certaines structures internes pour capteurs et actionneurs, réduisant ainsi le poids et les délais de livraison.
• Matériaux avancés pour les environnements extrêmes : de nouveaux composites, céramiques et alliages de contact sont en cours de développement pour résister à des températures plus élevées, à des vibrations plus sévères et à des environnements corrosifs, prolongeant ainsi la durée de vie de composants tels que les capteurs de moteur et les interrupteurs d'alimentation.

Insight : Priorités d'adoption de technologies pour l'aviation russe et de la CEI en 2024

Les tendances technologiques dans cette région sont filtrées à travers le prisme de l’autonomie stratégique et des exigences opérationnelles uniques :

1. Développement autochtone de l'IA/ML pour les pronostics : se concentrer sur le développement et la certification d'algorithmes d'IA nationaux pour la surveillance prédictive de la santé de plates-formes telles que le Su-57 et le MC-21, en utilisant les données des capteurs et systèmes d'aviation de fabrication russe.
2. Liaisons de données et réseaux avioniques sécurisés et souverains : investissement important dans des bus de données cryptés et résistants au brouillage (comme le bus Unified Time-System) et volonté de remplacer le matériel informatique et réseau d'origine étrangère par des alternatives nationales.
3. Modernisation des flottes existantes avec les principes MEA : modernisation des avions existants (par exemple, bombardiers stratégiques, transports) avec davantage de systèmes électriques pour améliorer l'efficacité et la fiabilité, stimulant ainsi la demande de composants de puissance compatibles et robustes tels que les contacteurs d'avion avancés.
4. Renforcement EMI/EMP pour les plates-formes de nouvelle génération : à mesure que les systèmes deviennent de plus en plus numériques et connectés, l'exigence de composants renforcés contre les interférences électromagnétiques extrêmes et les armes à impulsions (conformément aux normes GOST strictes) devient encore plus critique.
5. Intégration de coéquipiers sans pilote (Loyal Wingman Drones) : Le développement de systèmes pour les équipes sans pilote (MUM-T) nécessite des relais de communication avancés et sécurisés et des systèmes de gestion de l'énergie pour les composants du drone, créant de nouvelles niches pour les compteurs d'aviation spécialisés pour les drones et les systèmes de contrôle.

Implications stratégiques pour la gestion des achats et de la chaîne d'approvisionnement

Les équipes achats doivent adapter leurs stratégies pour s’adapter à ce paysage en évolution :

1. Passer de l’approvisionnement de produits à l’approvisionnement de solutions :
   • Les fournisseurs proposent de plus en plus de composants intelligents (par exemple, un relais avec surveillance de l'état intégrée). Évaluez la valeur totale des données et des diagnostics, et pas seulement le coût unitaire.
2. Accent sur la cybersécurité et la sécurité de la chaîne d'approvisionnement :
   • Mettez en œuvre des contrôles rigoureux pour éviter les pièces contrefaites et garantir la sécurité du micrologiciel des composants. Exigez de la transparence dans la nomenclature logicielle (SBOM) pour les composants intelligents.
3. Plan d’insertion et d’obsolescence technologique :
   • Concevez des systèmes avec des normes modulaires et ouvertes (comme MOSA, FACE) pour permettre des mises à niveau plus faciles. Travaillez avec des fournisseurs qui disposent de feuilles de route technologiques claires et de plans de support à long terme.
4. Développer une expertise sur les nouvelles normes et matériaux :
   • Restez informé de l’évolution des normes en matière de HVDC, d’assurance IA et de cybersécurité. Comprendre les implications de nouveaux matériaux comme le SiC sur la conception et la maintenance des systèmes.
5. Favoriser une collaboration plus étroite avec la R&D et l’ingénierie :
   • Les achats doivent être impliqués dès le début de la phase de conception pour donner des conseils sur la disponibilité des composants, les technologies émergentes et les sources alternatives pour les articles critiques tels que les fusibles ou capteurs d'aviation spécialisés.

YM à l’avant-garde : aligner l’innovation sur les besoins du marché

YM investit activement dans la R&D pour garantir que notre portefeuille de composants répond aux exigences de ces tendances émergentes, offrant ainsi à nos clients un pont vers l'avenir.

Échelle et installations de fabrication : agiles et avancées

Nos lignes de production s'adaptent pour plus de flexibilité. Nous avons établi une ligne pilote pour la fabrication additive de boîtiers de capteurs personnalisés et de pièces de gestion thermique , permettant une itération rapide et des conceptions optimisées en termes de poids. Notre centre de test HVDC élargi nous permet de qualifier rigoureusement nos contacteurs et relais de nouvelle génération pour un fonctionnement sûr dans les systèmes 270VDC et 540VDC, une capacité essentielle pour les programmes MEA.

R&D et innovation : construire la couche de composants intelligents

Notre projet phare de R&D pour 2024 est la plateforme capteur-contrôleur « SmartNode ». Celui-ci intègre un capteur d'aviation de haute précision (pour la pression, la température ou les vibrations) avec un microcontrôleur et une interface de données sécurisée sur un seul module miniaturisé. Il effectue un traitement local en périphérie pour détecter les anomalies et diffuse des données de santé prétraitées et exploitables directement sur le réseau de l'avion, réduisant ainsi les besoins en bande passante et permettant une réponse plus rapide — une contribution directe aux écosystèmes de maintenance prédictive pilotés par l'IA.

Évolution des normes et du paysage réglementaire

Les tendances sont accompagnées de normes nouvelles ou mises à jour que les achats doivent suivre :

• DO-326A/ED-202A : Spécification du processus de sécurité de la navigabilité. La norme fondamentale pour garantir la sécurité des systèmes aéronautiques contre les cybermenaces.
• FACE (Future Airborne Capability Environment) et MOSA (Modular Open Systems Approach) : normes promouvant des composants logiciels et matériels réutilisables et interopérables, affectant la manière dont les systèmes et leurs sous-composants sont architecturés.
• Mises à jour de MIL-STD-704 (caractéristiques de puissance) et des normes associées : pour englober les exigences en matière de qualité et de distribution de l'énergie HVDC.
• Nouvelles normes ASTM/SAE pour la fabrication additive : fournissant des directives de qualification et d’assurance qualité pour les pièces aérospatiales imprimées en 3D.
• Normes GOST/СТО révisées : les normes russes sont continuellement mises à jour pour refléter les nouvelles technologies et maintenir la compatibilité avec les voies de certification nationales.

Foire aux questions (FAQ)

Q : Les contrôleurs de puissance à semi-conducteurs (SSPC) remplaceront-ils complètement les relais électromécaniques et les disjoncteurs traditionnels ?

R : Pas complètement à court terme. Les SSPC excellent dans les applications de faible à moyenne puissance à commutation rapide nécessitant des diagnostics. Cependant, les relais et fusibles d' aviation traditionnels pour l'aviation militaire présentent toujours des avantages pour les applications à très courant élevé, offrant une isolation galvanique inhérente, une capacité d'interruption de courant de défaut extrême et une fiabilité éprouvée dans des environnements difficiles à un coût potentiellement inférieur. L’avenir réside dans les systèmes hybrides qui utilisent intelligemment les deux technologies.

Q : Comment la tendance vers l'IA et la maintenance prédictive affecte-t-elle les spécifications requises pour les composants de base tels que les capteurs et les compteurs ?

R : Il place la barre plus haut en matière de précision, de stabilité et de capacité de sortie numérique. Un compteur ou un capteur aéronautique utilisé pour les pronostics basés sur l’IA doit fournir des données très précises et cohérentes sur toute sa durée de vie. La dérive ou le bruit peuvent conduire à de fausses alertes. Les composants ont de plus en plus besoin d'interfaces numériques intégrées (par exemple, SPI, I2C) et peuvent nécessiter une mémoire d'étalonnage intégrée pour alimenter les modèles d'IA en données claires et fiables.

Q : Quelle devrait être la considération n°1 lors de l'approvisionnement en composants pour un nouveau programme « Avions plus électriques » ?

R : Fiabilité et qualification éprouvées pour l’environnement électrique spécifique. Le risque le plus élevé réside dans les composants de distribution d’énergie et de commutation. Donnez la priorité aux fournisseurs qui peuvent démontrer :

• Composants spécialement conçus et testés pour la tension du programme (par exemple, 270 V CC).
• Données robustes issues de tests de cycle de vie sous des profils de charge MEA réalistes (cyclages élevés, charges inductives).
• Une compréhension claire de la protection et de la gestion des défauts d’arc dans les systèmes DC.

Le coût d’une panne en vol est trop élevé pour transiger sur ces fondamentaux.

Références et lectures complémentaires

• RTCA, Inc. et EUROCAE. (2020). DO-326A/ED-202A : Spécification du processus de sécurité de la navigabilité.
• Le groupe ouvert. (2023). Norme technique Future Airborne Capability Environment (FACE), édition 3.1.
• SAE Internationale. (2023). Rapport d'information aérospatiale : AIR7357 - Lignes directrices pour les tests et la qualification des systèmes électriques d'avion 270 VDC. Warrendale, Pennsylvanie : SAE.
• McKinsey & Compagnie. (2024). "Bilan de l'industrie aérospatiale et de défense en 2024." Rapport de l'industrie.
• Contributeurs de Wikipédia. (2024, 15 juillet). Plus d’avions électriques. Dans Wikipédia, l'Encyclopédie libre. Récupéré de https://en.wikipedia.org/wiki/More_electric_aircraft
• Réseau de la Semaine de l'aviation. (2024). « Prévisions du marché de l'avionique pour 2024 : la connectivité et l'électrification mènent la croissance. [Publication de l'industrie].