Procéder à toutes les vérifications
PolyWorks® réduit de 75 % le temps de vérification de la symétrie et de l'alignement de la série CRJ de Bombardier
À l'atterrissage de l'avion, une force d'impact inattendue avec le sol entraîne ce qu'on appelle, dans le jargon de l'industrie de l'aviation, un atterrissage brutal. L'atterrissage brutal est un incident fréquent et chaque pilote en fera l'expérience au moins une fois au cours de sa carrière. Causé par des conditions météorologiques, des problèmes mécaniques, un avion surchargé, une erreur humaine ou autres, un atterrissage brutal peut présenter divers degrés de gravité, allant d'un léger inconfort des passagers à des dommages importants causés à l'avion. Après un atterrissage brutal, la structure de l'avion doit donc être vérifiée avant son prochain vol afin d'y déceler des dommages structuraux potentiels. Chez Bombardier Aéronautique, c'est à ce moment que l'équipe de matériel de servitude au sol entre en jeu.
Troisième constructeur d'avions civils au monde, Bombardier Aéronautique conçoit, fabrique et offre le soutien des produits aéronautiques novateurs destinés aux marchés des avions d’affaires, des avions commerciaux, des avions spécialisés et des avions amphibies. Bombardier s'est engagé à offrir une gamme complète de services et de solutions à ses clients. Parmi son groupe de soutien à la clientèle, on retrouve l'équipe de matériel de servitude au sol, composée d'experts qualifiés et dévoués à la résolution des problèmes techniques afin de maintenir l'avion opérationnel.
Sachant qu'un avion cloué au sol peut entraîner des pertes s'élevant à 100 000 $/jour, l'équipe de matériel de servitude au sol des CRJ travaille jour et nuit, partout dans le monde, afin de remettre les avions en service aussi rapidement que possible.
Souvent dans un bref délai, l'équipe de Benoit est déployée à un endroit dans le monde dès qu'un avis d'incident avec un avion est émis, car l'avion requiert une vérification de la symétrie et de l'alignement pour analyser son ingénierie structurale (comme les conséquences d'un avion frappé par un véhicule de transport des bagages ou une passerelle, ou ayant subi un atterrissage brutal). Le groupe de matériel de servitude au sol des CRJ se consacre surtout à la division des avions commerciaux et plus récemment sur les avions régionaux de série CRJ NextGen de Bombardier.
Une fois sur place, l'équipe d'ingénieurs en service établit un diagnostic pour déterminer si l'incident a causé des écarts ou des dommages aux composants ou à la structure de l'avion qui peuvent avoir des répercussions sur sa limite de navigabilité. Le diagnostic est établi grâce à une inspection de l'avion, qui comprend une vérification de l'alignement et de la symétrie afin de déceler des dommages pouvant autrement passer inaperçus. Si l'avion n'est pas conforme après l'inspection, un entretien est effectué. Une fois l'entretien terminé, une dernière vérification de la symétrie et de l'alignement est effectuée afin de s'assurer que l'avion est à nouveau en état de navigabilité.
Vérification de la symétrie et de l'alignement
La vérification de la symétrie et de l'alignement est une vérification dimensionnelle de la cellule de l'avion pour déterminer si les ailes et la queue sont symétriques par rapport à l'axe longitudinal. La vérification de la symétrie comprend l'inspection des éléments suivants : écarts verticaux du fuselage; dièdre du plan fixe horizontal; écarts verticaux des moteurs; angle d'alignement horizontal des moteurs; écarts horizontaux du fuselage; alignement du plan fixe horizontal et des ailes; alignement du plan fixe vertical; ailes, à la recherche de torsions ou de dommages; train d'atterrissage; symétrie des ailettes. La vérification de l'alignement de la structure de l'avion comprend l'inspection du lien entre l'emplacement de chaque composant majeur, y compris l'inspection complète des ailes, de l'empennage et du fuselage.
Avant de procéder à la vérification, des conditions spécifiques doivent être respectées afin d'assurer la précision des mesures. Ainsi, l'avion doit être à l'intérieur d'un hangar fermé où les courants d'air ou la lumière du soleil ne nuisent pas aux lectures prélevées lors de l'alignement; les moteurs doivent être éteints depuis au moins quatre heures; tous les réservoirs de carburant doivent être vidangés; l'avion doit être dans une position neutre et au niveau (c.-à-d., monté sur des vérins et son poids réparti de façon égale).
Le défi
Méthode classique
Habituellement, la vérification de la symétrie et de l'alignement est effectuée à l'aide de la méthode du fil à plomb et du plan de référence. Cela implique de prendre des mesures manuelles à l'aide de fils à plomb, de niveaux optiques de précision, des règles de conversion, de ruban et de nombreux accessoires de géométrie compris dans la trousse de symétrie et d'alignement. Toutefois, chaque trousse correspond à un modèle d'avion en particulier, ce qui signifie que l'accessibilité à une trousse en cours d'utilisation est limitée. De plus, la méthode classique requiert la présence de deux techniciens et, dans le meilleur des cas, entre 12 et 14 heures à effectuer.
Pour effectuer la vérification, des points repères sont pris en se fondant sur les vis de symétrie situées sur l'avion comme points de référence. Il faut ensuite laisser tomber le fil à plomb vers le sol et le mesurer manuellement. En raison de la taille exceptionnelle de l'avion, la prise de mesures est à la fois longue et physiquement exigeante pour les techniciens. Il faut prendre en considération que les rapports sont écrits à la main et requièrent la présence de deux techniciens : un pour prendre les mesures, l'autre pour enregistrer les résultats.
Les mesures sont prises manuellement.
La taille physique de la trousse de symétrie et d'alignement utilisée avec la méthode classique pose également une autre série de défis. Puisque les trousses sont fournies dans une caisse surdimensionnée, le simple fait de s'assurer que le colis suit l'équipe mobile déployée à une destination internationale est un exploit. Les coûts supplémentaires, les retards et les divers problèmes sont monnaie courante. À l'occasion, ces complications obligent l'équipe à attendre que la trousse arrive à destination, perdant du temps précieux pendant l'attente. De plus, le renvoi de la trousse à la destination initiale pose une autre série de problèmes, car l'équipement est emballé par une autre équipe, ce qui peut endommager ou déplacer les outils.
Benoit et son équipe ont atteint le stade où ils ont besoin de simplifier le processus de symétrie et d'alignement grâce à un système portable commun pour tous les avions. Le transport de la trousse classique de symétrie et d'alignement avait des inconvénients importants, ce qui nous a menés à examiner la solution de la numérisation 3D; nous cherchions toujours une solution qui n'aurait aucun effet sur les entrées et les sorties de notre système d'établissement de rapports, explique Benoit Roby.
« Après avoir choisi l'équipement 3D portable, je me suis tourné vers nos spécialistes des systèmes de mesures des services d'outillage et d'équipement, qui nous ont fortement recommandé PolyWorks®. » Benoit Roby, coordonnateur du matériel de servitude au sol des CRJ chez Bombardier
L'objectif de l'équipe de matériel de maintenance au sol des CRJ était d'éliminer l'équipement, d'économiser du temps et de rendre les instruments de mesure aussi simples que possible, puisque les techniciens ne sont pas tous des spécialistes en métrologie.
La solution
Méthode de métrologie 3D
L'équipe de Benoit a opté pour le Leica Absolute Tracker AT401 portable et le Corner Cube Reflector (CCR) de 1,5 po combiné au logiciel PolyWorks|InspectorMC. La méthode de métrologie 3D choisie est une solution universelle compatible avec tous les avions; l'accessibilité limitée aux outils est donc chose du passé. « La nouvelle solution est universelle et portable, et se glisse parfaitement dans nos bagages à main; c'est un avantage significatif puisque nous n'avons plus besoin d'enregistrer l'équipement à l'aéroport », indique Benoit. Il suffit d'ajouter à l'équipement un ordinateur portable et un support fait maison sur lequel positionner le traqueur laser pour que la trousse de symétrie et d'alignement soit complète, simplifiant énormément la logistique du transport.
Un autre avantage de la solution de métrologie 3D portable vient du fait qu'il n'est pas toujours possible de respecter les conditions mentionnées précédemment nécessaires à la vérification de la symétrie et de l'alignement. Grâce à la souplesse et à la robustesse que cette solution offre désormais, certaines étapes de préparation peuvent être éliminées, réduisant ainsi de nombreuses contraintes logistiques.
Solution de métrologie 3D choisie.
Ce qui prenait autrefois 2 hommes et 12 heures à réaliser peut désormais être effectué par un seul homme en 6 heures. Ce sont là d'importantes économies!
L'avantage majeur demeure toutefois les énormes économies de temps : la vérification de la symétrie et de l'alignement peut désormais être effectuée par un seul technicien en 6 heures; Benoit estime même qu'il sera possible de le faire en 4 heures.
De plus, l'ancienne méthode accusait souvent des retards dans le transport; le groupe de matériel de maintenance au sol des CRJ n'était donc pas en mesure d'établir un taux de maintenance fixe. Grâce à la méthode de métrologie 3D, les coûts peuvent désormais être estimés, ce qui est un important avantage dans une entreprise comme Bombardier, pour qui la capacité de planifier les coûts des opérations est essentielle.
Les données des mesures prises avec le CCR sont immédiatement accessibles dans PolyWorks|InspectorMC.
Les avantages
Application
Grâce à PolyWorks, la procédure de symétrie et d'alignement est entièrement simplifiée. Un technicien arrive sur place, installe son équipement et détermine les points repères sur l'avion. Une fois terminé, il commence à prendre les mesures à l'aide du CCR, puis PolyWorks fait le reste du travail. Les opérations comme la détermination de l'axe, le déplacement de l'appareil, le jumelage et le réglage sont effectués par PolyWorks. Pendant que chaque mesure est prise, les données sont instantanément accessibles dans PolyWorks et sont même automatiquement mises à jour dans le rapport.
PolyWorks diminue le nombre d'erreurs humaines : « J'ai confiance en PolyWorks; si une erreur se produit, elle est immédiatement localisée », explique Benoit. Lorsque toutes les mesures des points repères sont prises, le technicien a accès en temps réel aux écarts en fonction des points nominaux du modèle CAD CATIA dans PolyWorks. Benoit trouve que l'interopérabilité du logiciel est très intuitive. En fait, la décision de Benoit a été influencée par la simplicité avec laquelle PolyWorks manipule le modèle importé du logiciel CAD, de même que la facilité à produire des rapports.
Production de rapports
Grâce à PolyWorks, il est désormais très facile de produire des rapports. Les résultats sont exportés vers Excel et le format de rapport standard déjà en place n'est pas modifié. « En raison des normes internationales très strictes que nous devons respecter, nous avions besoin d'une solution qui n'aurait pas de répercussion sur notre fichier modèle. PolyWorks est facile à comprendre et à utiliser, en plus de respecter nos normes, », a déclaré Benoit. PolyWorks offre la souplesse de production de rapports dont l'équipe d'ingénieurs en service a besoin sur place, car les rapports peuvent être produits en temps réel. De plus, l'équipe de soutien technique de PolyWorks a travaillé en étroite collaboration avec l'équipe de Benoit pour produire des rapports adaptés à leur réalité. Résultat : les rapports sont optimisés sans qu'il y ait de répercussion sur le modèle de rapport, puisque l'entrée et la sortie sont exactement les mêmes.
Conclusion
PolyWorks a été acheté au départ pour aider l'équipe de matériel de maintenance au sol des CRJ lors de la vérification de la symétrie et de l'alignement, et il s'est avéré que ce logiciel peut en faire bien plus. « PolyWorks offre la polyvalence dont nous avons besoin. Nous avions acheté ce produit pour une seule application, et nous avons commencé à l'utiliser également pour le mappage. » Grâce à l'ajout de PolyWorks à leur processus d'inspection, Bombardier réduit de 75 % le temps de vérification de la symétrie et de l'alignement et, dans cette optique, PolyWorks est en cours d'évaluation à des fins d'utilisation pour la vérification de la symétrie d'avions amphibies.
Tous les avions sont sujets à une certaine forme de dommages structuraux au cours de leur période d'utilisation et c'est pour cette raison que l'évaluation des dommages restera une étape essentielle à la réparation d'un avion. Heureusement, les équipes d'inspection ont à leur disposition des solutions éprouvées qui contribuent à rendre l'avion opérationnel à nouveau le plus rapidement possible; ces solutions permettent de réduire les temps d'arrêt, de réaliser des économies et d'améliorer la sécurité lors des vols.
