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L'Usine Aéro

Les défaillances du Boeing 787

Publié le

Une fabrication plus simple, plus rapide, moins coûteuse. Un assemblage final en trois jours. Voilà ce que promettait le Boeing 787. La complexité des process a fait voler en éclats ce schéma et menace la montée en cadence de l'aéronef.

> 863 avions commandés par 56 clients

> 5 avions sont affectés aux vols d'essai

> Le sixième arrive courant septembre

> Environ 7 000 personnes dans le monde travaillent sur le programme 787

Dans les programmes aéronautiques, la difficulté ne consiste pas seulement à surmonter les obstacles purement techniques. Il faut aussi effectuer le fameux « ramp up », la montée en cadence. Cette étape où la courbe d'apprentissage s'arrondit. Avec l'A 380, Airbus a réussi à identifier les problèmes dès 2006 et a pris des mesures correctives. Mais, l'avionneur européen a dû attendre la mi-2010 pour commencer à maîtriser l'industrialisation. C'est la première année où il pourra enfin livrer une vingtaine d'avions et espérer passer à 40 à terme. Il en va de même pour le 787. Même si Boeing livre un premier avion début 2011, il lui faudra encore du temps pour atteindre la fameuse maturité.

Les entreprises citées

Trois ans de retard. Pour la cinquième fois, Boeing a été contraint d'annoncer un décalage de la livraison du premier Dreamliner 787. La compagnie japonaise All Nippon Airways (ANA) devra donc attendre le premier trimestre 2011 pour se voir remettre l'appareil tant attendu. Dans les usines des grands partenaires, on commence à être habitué aux retards. Chez Alenia Aeronautica, filiale du groupe Finmeccanica, le lot de deux tronçons du fuselage central destiné à ce premier avion était encore en cours de préparation en juillet.

TRÈS COMPLEXE À INDUSTRIALISER

Avec sa structure composée à 50 % de fibres de carbone, le 787 présente peut-être l'avantage d'être plus léger et moins gourmand en kérosène que les avions de la génération précédente. Mais il est surtout beaucoup plus complexe à industrialiser. Pourtant, lors de son lancement en avril 2004, Boeing promettait monts et merveilles. Le futur avion devait être assemblé en trois jours à Seattle, quand un B 777 ou un A 330 prend au moins huit à dix jours. En choisissant la technologie « full barrel », qui permet de produire des tronçons de fuselage 100 % composites d'un seul tenant, les temps de fabrication devaient être très courts, les opérations beaucoup plus simples et la facture... plus légère. C'était oublier les nombreuses contraintes qu'imposait cette rupture technologique. Le process de fabrication de ce type de fuselage est très différent de ceux mis en oeuvre pour les alliages d'aluminium. Avec le full barrel, pas besoin, certes, de fabriquer et d'assembler des dizaines de plaques les unes aux autres. Mais il faut être capable de produire des morceaux de tronçon entier, en déposant des rubans de composites (mélange de résine et de fibres de carbone) directement sur un mandrin de plusieurs mètres de diamètre, dont la forme et les dimensions sont celles du tronçon fini. Cette espèce de « préforme » doit être ensuite mise en rotation devant une tête de nappage. Cette machine, pilotée par un logiciel, « distribue » les rubans de composites qui viennent draper le mandrin. Plusieurs couches de composites successives sont nécessaires, avec des épaisseurs différentes, pour tenir compte des forces qui s'appliquent sur le fuselage. Et il faut ensuite réaliser la polymérisation (la cuisson) et la pressurisation de l'ensemble dans un autoclave géant pour achever l'opération.

Le « full barrel » devait réduire le nombre de pièces, permettre un assemblage simplifié, assurer l'absence de rupture de charge de production et garantir un coût maîtrisé. Le compte n'y est pas. Les industriels manquent encore de maturité dans ce domaine. La mise au point du logiciel de drapage, par exemple, a pris beaucoup plus de temps que prévu. Les tronçons de fuselage réalisés par Spirit Aerosystems ou Alenia Aeornautica, deux des fournisseurs de Boeing qui travaillent sur le programme 787, présentent des rides microscopiques. Elles impliquent la pose de couches de composites supplémentaires en renfort. Certes, le nombre de pièces utilisées pour la fixation des portions de cylindres est réduit mais la complexité du process ne rend pas forcément cette solution plus intéressante en termes de temps ou de coût.

LE DANGER DES MULTIPLES FOURNISSEURS

Par ailleurs, compte tenu du gigantisme de ces pièces (près de six mètres de diamètre), le contrôle des déformations pendant la cuisson est un élément critique... Loin d'être évident à acquérir. L'un des problèmes rencontrés par l'avionneur américain vient des dimensions, mal maîtrisées en sortie d'autoclave, des sections de tronçons. Au stade de l'assemblage, elles se joindraient mal les unes aux autres (voir ci-dessus). Cela fait désordre. D'autant que les ajustements sont impossibles sur des composites, contrairement à ce qui se pratique sur les pièces en aluminium. Il faut donc produire au micron près. Difficile, dans ce contexte, de parler de simplification de l'assemblage. À cela s'ajoute la multiplication des fournisseurs impliqués sur le programme. Rien que pour le fuselage, quatre partenaires interviennent depuis trois régions du globe. La partie avant est produite aux États-Unis par Spirit Aerosystems. Le tronçon suivant est monté par le japonais Kawasaki, à Nagoya. La partie centrale est construite en Europe. Constituée de deux tronçons, elle est à la charge d'Alenia Aeronautica. Enfin, les deux tronçons arrières sont produits à Charleston, en Caroline du Sud, par Boeing lui-même depuis qu'il a racheté en catastrophe, en juillet 2009, l'usine de son ancien partenaire Vought Aircraft.

Ce fractionnement amplifie l'hétérogénéité des approches, multiplie les risques de non-qualité mais aussi les retards potentiels. D'autant que chacun a son propre mode de fabrication, ses propres outils et son propre rythme... Alenia Aeronautica utilise des mandrins en Invar (un alliage de fer et de nickel), tandis que ses homologues japonais ou américains ont opté pour une solution en carbone. « La durabilité du mandrin en Invar est meilleure et sa géométrie ne bouge pas beaucoup », assure un porte-parole de Finmeccanica. Une assertion qui ne se vérifiera qu'avec le temps.

DÉFAILLANCES EN SÉRIE

Pour autant, les problèmes rencontrés par Boeing ne sont pas uniquement liés au choix du « full barrel ». En juin, le 787 devait suspendre ses vols d'essai en raison de la détection de stabilisateurs horizontaux défectueux sur la queue de l'appareil. En réalité, il s'agissait d'un serrage trop important sur les joints qui assurent la jonction entre l'empennage horizontal et le fuselage. « Rien de grave », assurait quelques jours plus tard Bob Nobel, le vice-président du management fournisseurs chez Boeing, lors d'une visite de l'usine de Grottaglie, au sud de l'Italie. « C'est tout à fait normal dans un processus d'industrialisation, cela n'a rien à voir avec les nouvelles technologies que nous utilisons », ajoutait Daniele Romiti, le directeur général d'Alenia Aeronautica, le fournisseur des pièces incriminées. Et Bob Nobel de compléter : « Il s'agit d'une erreur humaine. C'est facile à réparer et cela n'arrivera plus. »

Si cette défaillance n'est pas dommageable pour l'avion, elle aurait pu créer, sur un plus long terme, un problème de fatigue prématurée. Surtout, elle met en lumière une faille dans la procédure de contrôle qualité mise en place par Boeing, puisque le problème n'a été détecté qu'une fois à Everett, la destination finale de chacun des morceaux du 787, au cours d'une inspection de routine lors des essais. « Des actions correctives sont mises en place », jure-t-on du côté de Boeing comme de Finmeccanica, sans pour autant préciser lesquelles.

En parallèle, des sessions devaient commencer cet été chez Alenia Aeronautica, afin de former des équipes italiennes à l'inspection qualité de Boeing. Les équipes certifiées auront le pouvoir, d'ici à un an, de valider un contrôle et de l'estampiller du nom de l'avionneur. Plus récemment encore, ce fut au tour de Rolls-Royce de jouer des tours au Dreamliner. L'un de ses moteurs aurait explosé au banc d'essai. Une pierre d'achoppement de plus pour l'avionneur américain.

L'INDUSTRIALISATION À LA TRAÎNE

Au-delà des problèmes techniques, c'est l'industrialisation elle-même qui semble à la traîne. Le site de Grottaglie tourne encore au ralenti. Perchés sur un échafaudage, des techniciens contrôlent la qualité des raidisseurs déposés sur le mandrin et colle, à la main, des morceaux de rubans de composites en guise de première couche. Jusqu'à présent, seulement 40 lots de deux tronçons ont été fabriqués, dont 36 livrés, incluant les deux pour les cellules d'essai. Et l'on évoque discrètement un délai de quatre mois et demi pour produire et contrôler un seul lot.

Difficile d'imaginer que l'on puisse atteindre sans heurts le rythme imposé par Boeing de dix lots de tronçons par mois dans à peine trois ans. Pour tenir cette cadence, l'usine s'équipera dès 2011 d'un second autoclave (dans lequel chaque tronçon passe huit heures) et devra faire l'acquisition de mandrins supplémentaires pour compléter les onze dont elle dispose déjà. Le temps de contrôle devrait également passer de trois à deux jours. « Tous les deux jours il faut que quelque chose bouge dans l'usine », explique un porte-parole d'Alenia Aeronautica. En attendant, si Boeing et ses partenaires conservent ce rythme, il leur faudra près de 80 ans pour honorer les 863 commandes des 56 clients... Pas sûr que les compagnies goûtent de tels retards.

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