Master Ingénieur Civil en

Aérospatiale

A. Crovato, T. Dossogne,

G. Kerschen, L. Noels, B. Rémy

L’aérospatiale sous toutes ses facettes

1. Contexte et objectifs (G. Kerschen)

2. Le programme des cours (L. Noels)

3. Les projets “hands-on” (L. Noels et G. Kerschen)

4. Le travail de fin d’études (T. Dossogne)

5. La vie au sein de la section (A. Crovato et B. Rémy)

6. Questions et conclusions

Liens entre Masters Aéro / EM / Mécanique

Une seule option « Mécanique » en Bac

Un seul Conseil des Etudes

Structure commune - 120 crédits

Tronc commun & options - 70 crédits

TFE + stage - 30 crédits

Module en 2ème année - 20 crédits

• Approfondissement

• Gestion, organisé avec HEC-ULg

Séjours à l’étranger : Erasmus, TFE, VFE

L’aérospatiale ???

Aéronautique

Spatial

Réputation internationale de l’industrie wallonne

L’aéronautique: Techspace Aero, SABCA, SONACA, etc.

Moteur CFM56: le plus vendu au monde

(Airbus A320, Boeing 737)

Compresseur basse pression du CFM56:

conçu et fabriqué chez Techspace Aero

Réputation internationale de l’industrie wallonne

Le spatial: Centre Spatial de Liège, AMOS, Techspace Aero, etc.

VLT au Chili: un des télescope les plus

performants (AMOS)

Malgré sa taille, la Belgique est le 5ème contributeur au budget de l’ESA.

Satellite Planck:

découvrir nos origines (CSL)

De nombreux défis techniques en aérospatiale

1. Conception de structures nécessairement très légères.

2. La fiabilité n’est pas une option.

3. Nouveaux défis: les contraintes environnementales (bruit,

CO2) ne peuvent plus être négligées.

4. L’optimisation est omniprésente.

Objectifs du Master en aérospatiale

Aspects mécaniques des systèmes et composants

aérospatiaux.

Maitrise des techniques de pointe dans le domaine de

l’ingénierie.

Importance toute particulière donnée à la modélisation

numérique et au prototypage virtuel.

C’est un Master unique en Communauté Française.

Mais aussi…

Familiarisation avec la conception multidisciplinaire des

véhicules aéronautiques et spatiaux.

Modélisation sous différentes facettes: solides, fluides et

matériaux.

Hands-on experience: pédagogie par projet, projet intégré,

stage de longue durée, tests en soufflerie, conception d’un

drone et d’un satellite.

Cours en anglais en Master 1 et Master 2.

L’aérospatiale sous toutes ses facettes

1. Contexte et objectifs (G. Kerschen)

2. Le programme des cours (L. Noels)

3. Les projets “hands-on” (L. Noels et G. Kerschen)

4. Le travail de fin d’études (T. Dossogne)

5. La vie au sein de la section (A. Crovato et B. Rémy)

6. Questions et conclusions

Master 1

Cours: 50 ECTS

Projet de conception: 10 ECTS

Aspects multidisciplinaires

Conception des

avions

Conception des

satellites

Master 1

Aspects multidisciplinaires

Cours de spécialisation Mécanique du vol

Propulsion

aérospatiale

Aérodynamique

Cours: 50 ECTS

Projet de conception: 10 ECTS

Master 1

Aspects multidisciplinaires

Cours de spécialisation

Cours d’approfondissement

Méthodes numériques Fluides

Matériaux Structures et mécanismes

Cours: 50 ECTS

Projet de conception: 10 ECTS

Master 1 : Projet de conception Aéronautique

→ Prédimensionnement d’un aéronef

Conception

→ Mise en contexte pratique

2013-2014 : Concours

international de

dimensionnement d’un UAV

2 équipes primées

2014-2015 : Conception de

l’ULM d’un pilote amateur

Master 2

A l’ULg

TFE: 25 ECTS

Cours: 30-32 ECTS

A l’étranger

Erasmus

•1 ou 2 semestres

•Diplôme de l’ULg

Double diplôme

•TIME (Supaéro,

TUM, …): 2 ans

•Cranfield: 1 an

Stage: 3-5 ECTS

Master 2

TFE:

•Immersion en entreprise

•TFE à l’université

•Solutions hybride

•A l’étranger

Stage:

•Dans le cadre du TFE

(5 crédits)

•Observation (3 credits)

TFE/stage: 28-30 ECTS

Cours: 30-32 ECTS

Master 2

TFE/stage

Cours en techniques

aéronautiques

Fluides:

Aérodynamique exp.

Ecoulements turbulents

Aéroelasticité

Structures:

Mécanique de la rupture

Structures légères

Materiaux composites

TFE/stage: 28-30 ECTS

Cours: 30-32 ECTS

Master 2

TFE/stage

Cours en techniques

aéronautiques

Conception:

Conception des lanceurs

Orbites des satellites

Environnement spatial

Observation:

Observation de la Terre

Astrophysique

Cours en techniques

spatiales

TFE/stage: 28-30 ECTS

Cours: 30-32 ECTS

L’aérospatiale sous toutes ses facettes

1. Contexte et objectifs (G. Kerschen)

2. Le programme des cours (L. Noels)

3. Les projets “hands-on” (L. Noels et G. Kerschen)

4. Le travail de fin d’études (T. Dossogne)

5. La vie au sein de la section (A. Crovato et B. Rémy)

6. Questions et conclusions

→ Expérience pratique pour les étudiants

Objectif clé

Conception

Fabrication

Tests

Opérations

Projet hands-on : nanosatellite(s)

OUFTI-1 : défis techniques

OUFTI-1 : au final

Modèle de vol

Tests thermiques à

l’Agence Spatiale Européenne

Tests ballon

à l’Euro Space Center

Projet hands-on : le drone

→ Petit avion commandé à distance

Un drone ?

Objectifs militaires :

combats, renseignements, …

Objectifs civils :

observations, surveillance, …

Projet hands-on : le drone

Un drone ?

Et à l’ULg ?

Projet commencé en 2009

Réalisation de films 3D de bâtiments

Succession de groupes d’étudiants

Projet hands-on : le drone

Un drone ?

Que font les étudiants?

Etude de l’aérodynamique et de la propulsion

Projet hands-on : le drone

Un drone ?

Que font les étudiants?

Etude de l’aérodynamique et de la propulsion

Etude de la structure : analytique + éléments finis

Projet hands-on : le drone

Un drone ?

Que font les étudiants?

Etude de l’aérodynamique et de la propulsion

Etude de la structure

Réalisation de maquettes pour la soufflerie et de prototypes

Projet hands-on : le drone

Un drone ?

Que font les étudiants?

Etude de l’aérodynamique et de la propulsion

Etude de la structure

Réalisation de maquettes pour la soufflerie

Et dans l’avenir :

Réalisation des prototypes du fuselage et de l’empennage

Etude de la dynamique du vol

Etude de l’avionique

Projet hands-on : le drone

Un drone ?

Intérêts d’un tel TFE ?

Projet multidisciplinaire

Travail d’équipe

Projet « pour et par » les étudiants

Réalisation pratique

Utilisation des outils du département:

soufflerie, laboratoire de mécanique, …

L’aérospatiale sous toutes ses facettes

1. Contexte et objectifs (G. Kerschen)

2. Le programme des cours (L. Noels)

3. Les projets “hands-on” (L. Noels et G. Kerschen)

4. Le travail de fin d’études (T. Dossogne)

5. La vie au sein de la section (A. Crovato et B. Rémy)

6. Questions et conclusions

Le travail de fin d’études

Travail personnel et significatif

Contribution originale dans le domaine

Poids : 25 crédits + 5 crédits si stage couplé au TFE

Durée : Toute la 2ème année (essentiellement au second

quadri)

Fin de la 1ère ou début de la 2ème année du Master

Choix parmi de nombreux sujets

• Liste de sujets proposés par les professeurs ou par des

industriels

• Possibilité de proposer son propre sujet

• Variétés des sujets (nombreux domaines, stage industriel

ou non, numérique/expérimental, séjour à l’étranger,

application/recherche)

Choisir certains cours en fonction du sujet de son TFE

Choix du sujet

Sujet

Detection and characterization of

nonlinearities in aircraft structures

Organisation du TFE

Réunions d’avancement régulières (~1x par mois)

Encadrement : promoteur académique, promoteur industriel,

chercheurs du laboratoire, ingénieurs dans l’entreprise

Déroulement du TFE :

1. Phase de documentation

2. 1ère partie : à l’ULg (1er quadri)

Dynamique non linéaire d’un F-16

3. 2ème partie : stage en entreprise (2ème quadri)

Design, test et analyse non linéaire d’une structure

expérimentale d’avion

4. Rédaction et défense

Dynamique non linéaire d’un F-16

Tests en vibration effectué sur un F-16 équipé

Dynamique non linéaire d’un F-16

Analyse linéaire (fréquences et modes propres)

Linéaire

→ Méthodes connues et utilisées en industrie

Non-linéarités dans la dynamique du F-16 ?

Dynamique non linéaire d’un F-16

Non linéaire ?

→ Nouvelles méthodes, domaine de recherche

→ Comprendre l’origine physique de ces non-linéarités

Non-linéarités dans la dynamique du F-16 ?

Dynamique non linéaire d’un F-16

Non linéaire

→ Nouvelles méthodes, domaine de recherche

→ Comprendre l’origine physique de ces non-linéarités

Phénomènes d’impacts,

ouverture et frottement

dans les connexions entre

les ailes et les missiles

Structure expérimentale d’avion non linéaire

Appliquer les mêmes méthodes sur

une structure expérimentale plus

simple et contrôlable d’avion non

linéaire

Tâches :

• Design de l’avion non linéaire

• Simulation numérique éléments

finis

• Test de la structure

• Post-traitement des résultats

Structure expérimentale d’avion non linéaire

Appliquer les mêmes méthodes sur

une structure expérimentale plus

simple et contrôlable d’avion non

linéaire

Tâches :

• Design de l’avion non linéaire

• Simulation numérique éléments

finis

• Test de la structure

• Post-traitement des résultats

Structure expérimentale d’avion non linéaire

Appliquer les mêmes méthodes sur

une structure expérimentale plus

simple et contrôlable d’avion non

linéaire

Tâches :

• Design de l’avion non linéaire

• Simulation numérique éléments

finis

• Test de la structure

• Post-traitement des résultats

Structure expérimentale d’avion non linéaire

Appliquer les mêmes méthodes sur

une structure expérimentale plus

simple et contrôlable d’avion non

linéaire

Tâches :

• Design de l’avion non linéaire

• Simulation numérique éléments

finis

• Test de la structure

• Post-traitement des résultats

Intérêt du travail

Sujet intéressant, innovant (orienté recherche)

Projet d’envergure sur des structures réelles

Expérience en entreprise enrichissante (+ valorisation sur le

C.V.)

Variété des tâches accomplies (design de structure,

simulation numériques, test expérimentaux, traitement de

données, …)

L’aérospatiale sous toutes ses facettes

1. Contexte et objectifs (G. Kerschen)

2. Le programme des cours (L. Noels)

3. Les projets “hands-on” (L. Noels et G. Kerschen)

4. Le travail de fin d’études (T. Dossogne)

5. La vie au sein de la section (A. Crovato et B. Rémy)

6. Questions et conclusions

Les cours (1e Master)

● Tronc commun

● Cours théoriques o mais de plus en plus concrets !

● Projets o Petits et formatifs

o Conséquents et appliqués

Projet intégré

● Mise en application pratique des concepts

théoriques

● Développement de la gestion d’équipe, de la

créativité, des softs skills

● Aboutir à un produit fini, à haute valeur

ajoutée

Small Aircraft Design Competition, Von Karman Institute, mai 2014.

Cinématique et Dynamique des Mécanismes

● Première approche de

la mécanique des

grands déplacements,

la modélisation de

mécanismes

complexes

● Un projet court sur un

cas académique

● Un projet long sur un cas concret, personnalisé

Conception des Satellites

● Étude d’une mission spatiale

● Étude des sous-systèmes du satellite

● Critique des choix effectués

Vol d’initiation à la mécanique du vol, Liège airport (EBLG), 16 mai 2014.

Les cours (2e Master)

● Cursus à la carte : o Finalité aéronautique

o Finalité aérospatiale

o Finalité mécanique numérique

● Travail de Fin d’Études (TFE) o Personnel et adapté à son profil

o Orienté académique ou entreprise

o Diversifié (parfois multidisciplinaire)

● Stage o Combiné ou non au TFE

o Ouverture vers l’entreprise

Turbulent Flows

● Étude analytique de la turbulence (statistiques)

● Comparaison des différents modèles RANS sur un

cas concret

Astrodynamique

● Étude des orbites spatiales

● Études des perturbations

● Méthodes numériques de détermination

● Méthodes de contrôle d’orbites

La vie dans la section aéro

● Esprit de groupe o Environ 20 personnes

o Groupe soudé

o Entraide

● Esprit d’initiative o Dynamique

o Enthousiaste

● Et bien d’autres…

Voyage de Fin d’Étude

Floride, Washington, Guyane, etc.

Visite d’entreprises de technologie de pointe.

Et surtout

● Enrichissant

● Instructif

● Social

ULESTARS , Embry Riddle Aeronautical University, Florida, April 2014

ULESTARS, National Aeronautics and Space Administration, Cape Canaveral,

Florida, April 2014

ULESTARS, Gulfstream Aerospace, Florida, April 2014

ULESTARS, Bombardier Inc., Florida, April 2014

ULESTARS, Bombardier Inc., Forida, April 2014

ULESTARS, McDonalds@Newark International Airport, April 2014

Merci de votre attention !

L’aérospatiale sous toutes ses facettes

1. Contexte et objectifs (G. Kerschen)

2. Le programme des cours (L. Noels)

3. Les projets “hands-on” (L. Noels et G. Kerschen)

4. Le travail de fin d’études (T. Dossogne)

5. La vie au sein de la section (A. Crovato et B. Rémy)

6. Questions et conclusions

Moyenne de 23 étudiants en Master 1 (2008-2012)

7

7

5

2

2 1 1 Chili

Italie

Vietnam

France

Brésil

Roumanie

Australie

82

10

10

15

Ulg

BE

EU

Monde

70% des étudiants ont fait

leur bac à l’ULg

+ Erasmus Mundus Thrust

Réussite en Master 1 (2008-2012)

60% des étudiants réussissent en première session

88% des étudiants réussissent leur année

Premier emploi (2010-2012)

22% travaillent dans

l’industrie aérospatiale

(5 Techspace Aero, 3 Coexpair,

2 Airbus, 1 SABCA, 1 FZ )

24% travaillent à l’étranger

42

2 2

2 2

2 1 1 1 BE

USA

LU

FR

CHILI

UK

NL

SPAIN

DE

20

12

9

6

4 2 1 1

Recherche

Industrie aérospatiale

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Bonne réflexion !