Cequefontvraimentlesingénieursaérospatiaux

Un pilote exploite un avion qui existe déjà, dans des limites que quelqu’un d’autre a déjà établies. Un ingénieur aérospatial est celui qui les a établies : la raison pour laquelle une aile a cette forme, pour laquelle un fuselage est certifié pour tant de cycles de pressurisation, pour laquelle une fusée a exactement ce nombre de moteurs et pas un de moins. Le véhicule est terminé bien avant que quiconque y monte ou le lance, et tout ce qui se passe ensuite se déroule dans le cadre de décisions que l’ingénieur a déjà prises.

C’est la distinction à laquelle ce cours revient sans cesse. L’aviation, en tant que domaine, consiste surtout à bien exploiter les avions : procédures, espace aérien, météo, le jugement que le pilote exerce sur le moment. L’ingénierie aérospatiale porte sur le véhicule lui-même : peut-il physiquement faire ce dont la mission a besoin, en sécurité, aussi longtemps qu’on attend de lui qu’il le fasse.

Aucun des deux métiers n’est inférieur. Une cellule brillante mal pilotée s’écrase quand même, et une cellule mal conçue pilotée parfaitement finit quand même par lâcher, généralement plus tard et plus cher. Ce sont deux responsabilités différentes, exercées à deux moments différents de la vie d’un véhicule, et ce cours porte sur la première.

Il vaut la peine de mesurer à quel point tout cela est récent. Le vol motorisé a à peine plus d’un siècle ; le vol orbital de routine n’a pas encore soixante-dix ans. Presque rien de la discipline enseignée dans ce cours n’existait alors que des gens pas particulièrement âgés étaient déjà en vie. L’ingénierie aérospatiale n’a pas hérité de siècles de pratique accumulée comme le génie civil : elle a bâti la sienne à partir de rien, vite, et continue de l’enrichir.

L’ingénierie aérospatiale couvre trois grandes classes de véhicules, et on les enseigne ensemble plutôt que comme des matières séparées parce que le même ingénieur doit souvent raisonner sur les trois au cours d’une carrière, même en se spécialisant dans l’une. Chacune obéit à une physique différente, et des choix de conception évidemment bons pour l’une sont souvent mauvais pour une autre.

Les avions évoluent dans l’atmosphère terrestre et reposent sur la portance aérodynamique, l’air qui s’écoule sur la forme d’une aile pour produire une force vers le haut. Tout dans la conception d’un avion découle du fait qu’il y a de l’air sur lequel s’appuyer : les moteurs peuvent le respirer, les ailes peuvent le dévier, et la traînée est une taxe permanente sur chaque décision de conception.

Les engins spatiaux évoluent au-delà de l’atmosphère, là où il n’y a pas d’air pour produire de la portance et où le mouvement obéit à la mécanique orbitale : un objet en orbite n’est tenu par rien, il tombe en permanence et rate le sol en permanence, à une vitesse telle que la courbe de sa chute épouse celle de la planète. Leur conception est façonnée par le vide, les écarts de température extrêmes, le rayonnement et le fait que rien ne peut être réparé à la main une fois en vol.

Les fusées sont les véhicules qui font passer les choses d’un milieu à l’autre. Comme il n’y a pas d’air dans l’espace où un moteur pourrait puiser de l’oxygène, une fusée doit emporter son propre oxydant en plus de son carburant, et c’est le fait qui explique presque tout le reste de la conception d’une fusée ; c’est le sujet du chapitre 5.

L’ingénierie aérospatiale est une discipline pilotée par les systèmes, autrement dit presque aucun composant ne peut être conçu en vase clos, au sens figuré, même pour des véhicules qui évoluent dans le vide au sens propre. Rends un moteur 5 % plus puissant et la cellule doit encaisser plus de poussée, les réservoirs doivent contenir plus de masse, et le centre de gravité du véhicule s’est probablement déplacé. Chaque changement en appelle un autre ailleurs.

Avec l’expérience, la plupart des ingénieurs se spécialisent dans un domaine (aéronautique, astronautique, propulsion à réaction ou propulsion fusée sont les plus courants), ce qui leur permet d’approfondir une partie du problème. Mais la spécialisation se fait au sein de la pensée systémique, pas à sa place : un ingénieur propulsion qui comprend brillamment les moteurs mais n’a aucune idée de ce qu’un nouveau moteur fait aux charges structurales, au volume de carburant et à la distance franchissable du véhicule est un handicap dans un vrai programme, pas un atout.

La spécialisation compte parce que personne ne peut être expert à la fois en propulsion, structures, avionique, thermique et mécanique orbitale avec la profondeur que chacun exige. Mais l’idée à retenir de ce chapitre, c’est l’inverse : dès qu’un ingénieur oublie que sa spécialité s’inscrit dans un véhicule plus large, une décision excellente localement devient un problème système que quelqu’un d’autre devra découvrir, généralement pendant une campagne d’essais, et généralement à grands frais.