Une fois le travail de recherche et développement fait, et le moteur validé, place à l’assemblage par plusieurs équipes de techniciens. © aapsky, Adobe Stock
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Ingénieur concepteur moteur aéronautique

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Féru de mécanique et d'aviation ? Découvre vite le métier d'ingénieur concepteur moteur aéronautique et participe à l'avion de demain. Entre conception sur ordinateur et tests de faisabilité, l'ingénieur concepteur moteur est au cœur de l'innovation et de la création.

L'ingénieur concepteur moteur aéronautique conçoit les moteurs de demain. Travaillant au sein d'un service recherche et développement, il imagine les solutions techniques, et en particulier énergétiques, permettant de concevoir dans son ensemble, un système propulsif capable de répondre, en fonction de l'état de l'art, aux performances attendues (poussées, consommations et endurance selon les différents régimes de vol).

Au sein des bureaux d'études, il procède alors à de multiples simulations sur ordinateur afin de déterminer les contraintes mécaniques et thermiques s'appliquant à chaque pièce composant le moteur. Chacune d'elles est alors dessinée et fabriquée pour assembler un prototype, en tenant compte des technologies disponibles, et en faisant éventuellement des paris sur les technologies qui le seront au moment de la fabrication du moteur de série.

Des essais sur le prototype permettront alors d'analyser si le moteur dans son ensemble et si chacune de ses pièces répondent aux objectifs de performance initiaux. Ces tests effectués au sol puis en conditions réelles de vol permettront de contrôler le comportement des différentes pièces dans l'ensemble du domaine de vol et de vérifier si les performances correspondent aux attentes. Certaines pièces pourront alors être optimisées, y compris dans le choix des matériaux et des techniques de fabrication pour définir le moteur de série.

Les principales qualités à avoir

L'ingénieur concepteur moteur aéronautique doit posséder des compétences polyvalentes :

  • comprendre et respecter un cahier des charges ;
  • maîtriser les sciences et les techniques spécifiques de la conception des moteurs : aérodynamique interne, thermique, résistance des matériaux, propriétés et choix des matériaux, techniques de fabrication ;
  • maîtriser les logiciels de modélisation 3D et de dessin par ordinateur ;
  • avoir des capacités d'analyse lors de la simulation de contraintes ;
  • faire preuve de réactivité et d'imagination pour améliorer une pièce ;
  • savoir travailler en équipe ;
  • avoir un bon relationnel ;
  • faire preuve de rigueur, de créativité, de ténacité et de patience ;
  • avoir le sens du détail ;
  • être force de proposition ;
  • maîtriser l'anglais technique.
Des tests de contraintes sont appliqués aux pièces du moteur choisies par les ingénieurs afin de vérifier leur résistance et leurs résultats, conformément aux attentes du client. © Gorodenkoff, Adobe Stock

Les conditions de travail

L'ingénieur concepteur moteur aéronautique travaille au sein d'un service recherche et développement, dans un bureau d'études, sur une ligne de fabrication, au banc d'essais au sol ou aux essais en vol. Il peut exercer pour un motoriste ou pour le compte d'un client dans une entreprise de service du numérique (ESN). Il peut alors être amené à se déplacer chez le client. Il travaille en mode projet qui peut durer sur plusieurs mois, voire plusieurs années.

Comment devenir ingénieur concepteur moteur aéronautique ?

Un niveau bac +5 est nécessaire pour exercer le métier d'ingénieur concepteur moteur aéronautique :

  • école d'ingénieurs : IPSA, Isae-Supaero, Estaca ;
  • master Génie mécanique parcours Conception en aéronautique ;
  • master Ingénierie de conception ;
  • master génie mécanique.

Le salaire d’un ingénieur concepteur moteur aéronautique

Le salaire d'un ingénieur calcul débutant se situe autour de 3.000 euros brut par mois, selon son employeur.

Les perspectives d’évolutions de l’ingénieur concepteur

L'ingénieur concepteur moteur aéronautique peut, après plusieurs années d'expérience, évoluer vers un poste de responsable de bureau d'études, d'ingénieur calculs de structures, de responsable R&D ou de responsable d'essais.

Entreprises qui emploient des ingénieurs concepteurs moteur aéronautique

  • entreprise privée ;
  • entreprise de services numériques (ESN).
Parmi les grands défis des ingénieurs concepteurs moteur aéronautique : concevoir le moteur écologique d'un avion à empreinte carbone nulle. © xiaoliangge, Adobe Stock

Trois questions à Stéphane Roberdet, directeur de la formation et du site d'Ivry-sur-Seine de l'IPSA, École d'ingénieurs aéronautique et spatiale

La construction d’un moteur d’avion ne se limite pas à l’imagination des ingénieurs concepteurs. Quels sont les autres métiers qui interviennent pour passer de la conception d’un moteur sur écran d’ordinateur à un moteur assemblé et monté sur un avion ?

L'ingénieur spécialiste des systèmes propulsifs peut travailler lors des différentes phases de la vie du produit : en pratique, des études en amont, aux ateliers de production et d'essais, en passant par le bureau d'études. Il a en général une vision d'ensemble du produit final, mais il existe une multitude de domaines d'expertises absolument déterminants pour produire un moteur performant.

Pour la conception et la fabrication des turboréacteurs ou des turbopropulseurs fonctionnant au kérosène d'aujourd'hui, à la consommation toujours plus réduite, on a besoin sans pouvoir citer tous les métiers concernés, de spécialistes de la combustion, de l'aérodynamique interne, de la métallurgie et des matériaux résistants à très hautes températures, il faut également des spécialistes des techniques de fabrication des aubages de turbines et de compresseurs, de la régulation automatique du moteur et enfin, des spécialistes de l'intégration moteur/avion.

Le grand défi des prochaines années sera cependant de concevoir et de fabriquer des moteurs de technologies totalement différentes pour s'affranchir progressivement du pétrole. Il s'agira alors de concevoir des moteurs à hydrogène ou des moteurs permettant la propulsion électrique des avions, en passant par des systèmes propulsifs hybrides en phase transitoire, comme on le voit déjà sur les voitures.

Les motoristes et les avionneurs sont de plus en plus sous la pression pour parvenir à un avion vert. À quoi ressemblera le moteur de demain ?

Il est difficile aujourd'hui d'imaginer l'avion vert dans la mesure où c'est l'ensemble de l'éco-système aéronautique et de l'éco-système de la société humaine d'aujourd'hui qui devra évoluer de manière très profonde.

Pour donner un exemple concret, il est aujourd'hui difficile d'imaginer un avion de la taille et avec les performances d'un A380 propulsé autrement que des turboréacteurs fonctionnant au kérosène. L'avion vert ne ressemblera donc probablement pas ni par sa taille ni par ses performances à ce type d'appareil : tout changera, la taille, la formule aérodynamique de l'avion, son architecture d'ensemble... et pas seulement son système propulsif.

Les systèmes propulsifs imaginables pour le futur pourraient fonctionner par exemple à l’hydrogène, et leurs émissions de CO2 en vol seraient alors quasi nulles. En revanche, il faut être conscient que la production d'hydrogène demande plus d'énergie que celle que l'on récupère avec un moteur à hydrogène. En conséquence, il faudra également se poser la question de la production de l'hydrogène, avec une énergie électrique produite de manière durable. C'est probablement là que se trouve le défi le plus important pour rester cohérent dans le développement d'une nouvelle technologie de moteurs aéronautique ; en effet, 64 % de l'électricité mondiale est encore aujourd'hui produite par des énergies fossiles (pétrole, gaz et charbon).

Le secteur aéronautique a fortement évolué depuis une trentaine d’années grâce notamment aux innovations technologiques. Mais qu’en est-il de la formation des ingénieurs concepteurs ? La main d’œuvre sera-t-elle suffisante pour répondre aux enjeux de demain ?

Comme expliqué brièvement ci-dessus, répondre aux défis de demain demandera des ingénieurs ayant une conscience aiguë des enjeux et une vision systémique complète de ce qu'implique l'évolution du fonctionnement des sociétés humaines dans un monde « fini ».

La technologie pourra répondre à une partie des enjeux, à condition que la main d'œuvre en ingénieurs formés suive qualitativement et quantitativement, ces deux aspects étant également critiques pour l'avenir. Sur l'aspect qualitatif, en dehors de l'enseignement des sciences et des techniques spécifiques au domaine, l'enseignement de tout ce que recouvre un développement durable est essentiel.

Par Stéphane Roberdet, directeur de la formation et du site d'Ivry-sur-Seine de l'IPSA :

Maman, un moteur d'avion à réaction, c'est comme un ballon de baudruche ! Pour que celui-ci décolle, il faut que l'air qui est rejeté soit à une pression supérieure à la pression atmosphérique. Pour pouvoir rejeter l'air aspiré à une vitesse plus importante que la vitesse de l'avion, il faut de l'énergie, obtenue par la combustion de kérosène. La pression dans le moteur peut alors être 10 fois supérieure à la pression atmosphérique et la température peut atteindre des valeurs de l'ordre de 1.500 °C !

La difficulté de mon métier consiste non seulement à dessiner et à dimensionner des pièces qui puissent résister dans ces conditions à plusieurs milliers d'heures de fonctionnement, mais aussi à étudier le rendement de l'ensemble du moteur pour consommer le moins de kérosène possible !

Les ingénieurs qui exerceront ce métier dans les années à venir devront surmonter l'un de ces deux défis, voire les deux : remplacer le kérosène, dérivé du pétrole, par un carburant non polluant qui pourrait être de l'hydrogène ou bien utiliser des moteurs électriques pour faire tourner des hélices, mais il faudrait alors revenir à des avions beaucoup plus lents que les avions commerciaux actuels.