EWIS :
L’Interconnexion électrique
des systèmes embarqués
La propulsion d’un aéronef lui permet de défier la gravité par la vitesse.
Les commandes de vol donnent au pilote la maîtrise de son altitude et de sa direction.
L’avionique lui donne des yeux par tous les temps ainsi qu’une mémoire.
Tous ces systèmes ont un rôle essentiel et leur silence, même ponctuel, n’est jamais un bon présage.
Un seul brille par sa discrétion. Il ne propulse pas, ne dirige pas, ne calcule pas, et ce n’est que lorsqu’il fait défaut qu’on le remarque.
Sa raison d’être est de permettre à tous les autres de s’exprimer.
Système transverse aux apparences multiples, l’EWIS (Electrical Wiring Interconnection System) n’a de sens que par les systèmes qu’il connecte.
Le tenant et l’aboutissant
naissent de la continuité
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Services
L’architecture électrique en aéronautique
Alimenter. Transmettre. Relier.
Comme un organisme vivant, un aéronef est constitué de réseaux électriques distincts : l’un transporte l’énergie qui alimente chaque équipement, l’autre l’information qui lui permet de percevoir et d’agir, et un troisième, plus discret, protège l’ensemble et les occupants des phénomènes indésirables comme la foudre, l’électricité statique ou encore la défaillance d’un équipement.
Concevoir une architecture électrique, c’est faire coexister ces réseaux autant complémentaires qu’incompatibles dans un même espace contraint.
Concevoir une bonne architecture électrique, c’est faire d’un assemblage une unité.
Les principes de conception des réseaux
Des règles écrites au fil des épreuves.
Rayons de courbure, ségrégation, choix des supports, dimensionnement des conducteurs : les règles de conception d’un réseau ne sont pas nées dans les bureaux d’études, mais des enseignements tirés d’observations sur des installations réelles et d’accidents qui ont marqué l’industrie. Compilées dans des référentiels comme l’AS50881, elles sont utilisées comme références par les organismes de certification. Les établir dès les premières phases d’un programme, c’est donner à toutes les équipes une base commune, quitte à la faire mûrir avec le projet en fonction de ses particularités.
Une règle de conception ne devient une contrainte que lorsqu’elle s’impose trop tard.
De la définition à la mise sous tension.
L’éloge de la continuité
Entre la définition d’un réseau et sa mise sous tension, la donnée change plusieurs fois de mains : schémas, maquette 3D, dossiers de fabrication, installation. À chaque passage, une continuité doit être préservée. La moindre rupture, une référence erronée, une inversion de connecteur, et c’est le processus entier qui ralentit : investigations, corrections, allers-retours, jusqu’à ce que les données redeviennent cohérentes.
Le test final de chaque connexion mesure une continuité électrique, mais ce qu’il valide, c’est la continuité du processus tout entier.
Une image vaut parfois plus que les mots
Modélisation 3D
La représentation visuelle est essentielle pour communiquer sur un projet mais alors qu’il n’est encore qu’un concept, par définition il n’existe pas dans le monde réel.
La modélisation dans un espace en 3 dimensions, c’est la projection virtuelle d’un projet qui lui permet de prendre forme bien avant d’être réalisé.
Il y a des formes dites « géométriques » : une sphère, un cube, une extrusion de contour ou encore une surface complexe construite par des courbes dans l’espace. Les outils de Conception Assistée par Ordinateur (Catia, Fusion360, Sketch-up, …) sont parfaits pour ça.
Et il y a d’autres formes plus « organiques » : un visage, un arbre, une structure inspirée de la nature et qui demandent une autre approche semblable à celle de la sculpture et qui nécessite d’autres outils (Blender, Z-Brush, …).
La modélisation peut aussi consister à reproduire une forme existante, pour l’optimiser, lui appliquer une texture ou encore la reproduire avec des procédés adaptés.
Pour ce faire, différentes méthodes existent selon la complexité de la forme et le résultat souhaité :
- la photogrammétrie permet de reconstruire une forme à partir de photos prises sous différents angles,
- le scan en 3 dimensions consiste à reconstituer les surfaces à partir d’un nuages de points collectés avec une sorte d’appareil photo amélioré qui considère les pixels comme des points dans l’espace.
Ces technologies, longtemps réservées à l’industrie ou à la science, sont aujourd’hui accessibles et ne cessent d’évoluer,
De la rigueur mathématique du profil d’une aile d’avion à la subtile dissymétrie d’un visage, il n’y a pas de forme qui ne soit modélisable. Tout est une question de méthode … et parfois de persévérance.
Collerette à baïonnette pour enceinte.
Auto-portrait scanné en 3d
Éolienne type Ugrinsky
De l’image à la forme
Impression 3D
Une forme modélisée, aussi aboutie soit-elle, reste une représentation virtuelle qui malgré son réalisme ne peut qu’être limitée au sens de la vue et à un semblant de touché lorsque l’interface permet de « manipuler » le modèle.
Pour certains projets, c’est suffisant, mais pour un objet qui ambitionne de devenir réel, cette étape n’est qu’une partie du chemin.
Une fois la géométrie définie, l’étape suivante consiste alors à matérialiser le concept pour le confronter à la réalité.
Le virtuel tolère l’à peu près, mais la matière solide est d’une objectivité radicale et ses arguments ne sont pas négociables. Si la forme n’a aucune limite sur un écran, elle se doit de respecter une seule rêgle pour s’inviter dans la réalité : une structure à la fois cohérente et compatible avec le processus d’impression.
C’est souvent à ce moment là que des détails qui n’avaient pas été anticipés affirment leur importance.
L’impression 3D lève un grand nombre de contraintes de conception : la « fabrication additive » permet de créer des formes qui seraient impossibles à produire avec des techniques traditionnelles.
Ill ya aujourd’hui une palette de matériaux imprimables qui ne cesse de s’élargir, des plastiques bio-sourcés aux métaux (alu, titane, cuivre, or, …), en passant par des matériaux plus inattendus, comme le bambou ou encore certains composites compostable tels que le LayWood.
Sa limite principale reste le temps de production pour les grandes séries. En revanche, elle offre la possibilité de réaliser rapidement des prototypes ou des pièces uniques, y compris très complexes dans des délais sans commune mesure avec les procédés de production conventionnels.
Pour illustrer tout cela, la galerie du site présente quelques réalisations dans différents matériaux, afin de donner un aperçu concret des possibilités.
L’indispensable discrétion des liens
L’interconnexion des systèmes
Avant même de parler d’aéronautique, il suffit de prendre conscience d’une réalité dont l’évidence est souvent ignorée.
Le système nerveux par exemple transmet en permanence des signaux électriques à travers le corps humain.
Les réseaux de communication, visibles ou invisibles, transportent des flux d’informations à l’échelle de la planète. Dans une ville, des kilomètres de câbles alimentent silencieusement bâtiments, infrastructures et systèmes de transport. Même les objets du quotidien, des plus simples aux plus complexes, reposent sur des architectures d’interconnexion que l’on ne remarque jamais… tant qu’elles fonctionnent.
Quel que soit le contexte, à plus ou moins grande échelle, il est souvent question d’électricité qui circule, même si la plupart du temps, elle est noyée dans le décor.
Dans l’aéronautique, cette réalité prend une dimension à la fois critique et fascinante. Derrière chaque fonction, chaque système, chaque information affichée au cockpit, se cache un réseau d’interconnexions conçu avec une rigueur héritée de millions d’heures de vol et défini par ces 4 Initiales : EWIS, Electrical Wiring Interconnection System.
Quand on tente de le décrire, il est souvent présenté par des schémas électriques aux lignes rigoureuses, presque austères, où chaque connexion répond à un besoin, plus ou moins essentiel au bon fonctionnement de l’ensemble. Mais ces représentations ne sont que la première abstraction d’un système bien réel.
Une fois transposées dans l’espace, ces connexions se combinent et deviennent des routes tridimensionnelles, des trajectoires suivant des courbes influencées par la structure sur laquelle elles cheminent, la souplesse relative des câbles et les contraintes d’un environnement qui trop souvent l’ignore.
Comme s’il fallait ajouter un défi supplémentaire, chaque mètre parcouru a son importance d’autant qu’une fois l’objectif atteint, il faut aussi penser au retour.
Bien que les faisceaux électriques préfèrent toujours le plus court chemin, leurs formes n’ont rien de lignes droites mais sont semblables à des racines.
Pour reprendre l’analogie avec le corps humain, l’EWIS est à la fois le système sanguin, distribuant l’énergie là où elle est nécessaire, et le système nerveux, permettant aux équipements de communiquer, d’échanger des données, d’interagir en temps réel.
Il relie, synchronise et donne sa cohérence à l’ensemble.
Comme souvent avec les infrastructures essentielles, sa performance est à la mesure de sa discrétion.
Tout comme votre système nerveux, un bon réseau doit est fiable, robuste et gagne à rester invisible.
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