Beluga XL, un programme de dimensions exceptionnelles pour Airbus

Le premier Beluga XL qui entrera en service à partir de mi-2019, n’est pas seulement un avion démesuré. Au-delà de faire voler cette baleine, pour Airbus, la complexité réside surtout au niveau de la production. Construire 5 avions, à la cadence d’un appareil par an, avec un outil industriel structuré pour plusieurs dizaines par mois, ça change tout !

Les infrastructures toulousaines dans lesquelles ont été réalisés les essais statiques de l’A380 et de l’A350XWB ont été affectées au programme Beluga XL. L’installation des outillages d’intégration est actuellement en cours. Cette phase doit s’achever fin novembre 2016. Le premier avion entrera en assemblage final début janvier 2017. L’opération durera toute l’année. Le deuxième avion, lui succédera en janvier 2018. Et ainsi de suite, au rythme d’un avion par an, Airbus va construire les cinq Beluga XL dont il a besoin. Et c’est tout. C’est d’ailleurs pour cette raison que le modèle A330-700L Beluga XL ne sera certifié que par l’EASA.

Un site d’intégration dédié

L’ A330-700L qui a été lancé en novembre 2014 en vue du remplacement des actuels Beluga, doit entrer en service à partir de mi 2019. Il est construit sur une base d’A330-200F (cargo) et d’ailleurs, avant d’arriver dans le hangar du site Lagardère, les cinq Beluga XL vont d’abord passer par la ligne d’assemblage final de l’A330 (Poste 40), où sera effectuée la jonction de la voilure avec le tronçon central du fuselage. Ce n’est qu’après être passés par le Poste 35, pour recevoir les parties avant et arrière du fuselage, que les ensembles seront transférés de l’usine Clément Ader vers le site Lagardère, situé de l’autre côté des pistes de Blagnac. Le premier Beluga XL doit entrer en assemblage en décembre 2016.

Alors que l’assemblage final d’un A330 nécessite 70 jours, le cycle d’intégration du Beluga XL durera un an. Et ce n’est qu’en arrivant dans son hall dédié que l’A330-200F va progressivement être transformé en A330-700L Beluga XL.

Découpage longitudinal du fuselage d’un A330-200F

La première phase de ce chantier exceptionnel d’assemblage va consister à découper la partie supérieure du tronçon central. En effet, pour rigidifier l’ensemble lors de son transfert d’un site à l’autre, Airbus a fait le choix d’assembler un tronçon central complet. La découpe réalisée avec un outillage développé spécifiquement pour cette opération est prévue au premier trimestre 2017. Les six mois suivants vont être consacrés à l’assemblage de la partie supérieure du fuselage, par étapes, de l’arrière vers l’avant. Une partie des éléments du fuselage du Beluga XL utilisera la logistique de l’A380 entre Hambourg et Toulouse, à partir de mi-2017, autrement dit, ils seront acheminés par bateau et par camion.

Ces différents éléments supérieurs montés sur le bas d’un fuselage d’A330 standard ont été conçus et produits par les partenaires principaux du programme. La partie arrière constitue une zone évolutive qui permet de passer du diamètre maximal de la baie cargo à la zone étroite dans laquelle prend place l’APU. Cette double courbure complexe se compose en définitive de trois sous-ensembles. Le tout a été confié à l’espagnol Aernnova.

La partie linéaire de la baie cargo, emblématique du Beluga XL, est réalisée par l’allemand Deharde associé à P3 Voith Aerospace pour l’ingénierie.

Une collaboration à livre ouvert avec les partenaires

D’une certaine manière, Airbus a gardé pour lui la partie avant de l’avion qui comprend notamment le cockpit surbaissé et la gigantesque porte-cargo frontale. L’avionneur a, en effet, confié cette partie du contrat à sa filiale à 100% Stelia Aerospace, née récemment de la fusion de Sogerma et d’Aerolia. Dans un souci d’efficacité, 200 salariés de Stelia sont localisés sur le plateau de développement du Beluga XL à Toulouse et le responsable de projet Stelia rend des comptes directement à Bertrand George, le grand patron du programme Beluga XL.

« Compte tenu de la configuration particulière de l’avion et du fait qu’il s’agisse d’une petite série, nous avons fait le choix de travailler de façon très intégrée, à livre ouvert, en mettant les coûts sur la table, aussi bien pour les partenaires, que pour Airbus, pour chaque changement », explique Bertrand George. Au pic du développement, un millier de personnes ont travaillé ensemble, au même endroit, dont seulement 30% de salariés d’Airbus. Sur le site d’assemblage final (usine Lagardère), elles seront au maximum 500 au pied de l’avion, y compris les décideurs. L’objectif est non seulement de travailler dans la transparence et l’intérêt du programme, mais aussi d’augmenter la réactivité.

Beluga XL, un programme expérimental

« Nous innovons dans la façon de travailler avec l’autre en enlevant les barrières qui existent entre tous les partenaires. Le programme Beluga XL est un laboratoire pour être plus simple, plus rapide, moins cher en matière de développement. Nous faisons des tests, nous défrichons et quand ça fonctionne, nous mettons nos acquis au service des autres programmes d’Airbus », explique Bertrand George à Aerobuzz.fr.

Ce pragmatisme qui gouverne cette démarche se retrouve aussi au niveau de la fabrication. L’A330 est un avion des années 90, des années papier. D’où l’idée de scanner un A330ceo qui constitue la base du Beluga XL afin d’acquérir une référence numérique sur la partie inférieure de l’avion. Les équipes peuvent ainsi travailler en 3D dans une maquette virtuelle. « C’est le moyen d’être bon du premier coup tout en évitant les déplacements d’une usine à l’autre ». La réalité virtuelle permet aussi de concevoir 20 m de câblage électrique à l’heure contre 11 m en quatre heures avec la CAO.

2 avions de série pour les essais de certification

Pour le programme Beluga XL, 2017 sera une année d’intégration, au sens structural, jusqu’au début du troisième trimestre. L’installation des systèmes sera réalisée fin 2017 pour préparer la mise sous tension. 2018 sera l’année des essais. Les essais au sol seront réalisés sur l’avion N°1, Airbus ayant fait le choix de ne pas passer par une cellule d’essais. Le premier vol est prévu mi 2018. Les essais en vol sont prévus de durer un an avec deux avions. Ils devraient nécessiter 600 heures de vols. Le premier avion livré à Airbus Transport International (ATI) sera le N°2, le N°1 étant instrumenté pour les essais en vol. Le N°2 sera utilisé pour démontrer la maturité du système cargo.

Avant de lancer le programme, la forme singulière du Beluga XL a été testée en soufflerie afin de bien comprendre les implications de cette configuration très particulière. D’un point de vue aérodynamique, cette baleine volante est un défi pour les ingénieurs. Ils ont relevé ce challenge en multipliant les prothèses.

Une arrête dorsale vient se positionner, à l’arrière du fuselage, devant le plan vertical pour stabiliser l’avion à basses vitesses. Une quille de 7 mètres de long, placée sous le ventre du Beluga XL, assure l’écoulement de l’air vers l’arrière. Un gros travail a été réalisé au niveau de l’empennage. Le plan horizontal de l’A330ceo est doté d’imposants plans verticaux conçus et réalisés par l’espagnol Aciturri.

Un atout dans le système industriel Airbus

Au final, le futur Beluga XL sera aussi haut que l’A380 (18,9 m). Sa baie cargo de 45 m de long (6 m de plus que l’actuel Beluga) a un diamètre de 8,8 m (1 m de plus que le Beluga). Ce gain va permettre de transporter une voilure d’A350XWB verticalement et donc d’en glisser deux dans le fuselage du XL, alors qu’actuellement, une seule peut rentrer penchée à 45°.

Avec le Beluga XL, Airbus vise le doublement de la productivité actuelle de la flotte de Beluga. Un nouveau mode de chargement à l’abri du vent a déjà permis un gain significatif avec les appareils existants. La soute des futurs avions mieux adaptée aux dimensions de l’A350XWB permettra de nouveaux progrès, de même qu’une autre exploitation. Et pour ce faire, le Beluga XL aura une capacité d’emport de passagers.

Le cockpit surbaissé allongé autorise l’aménagement d’une zone cabine de part et d’autres de la case du train avant. Trois sièges d’un côté et deux de l’autre offriront ainsi cinq places confortables contre les deux strapontins (jump seat) de l’actuel Beluga. Ces sièges pourront être utilisés pour la gestion des équipages de rechange par exemple.

De toute évidence, Airbus mise aussi sur le Beluga XL pour réussir sa montée en cadence.

Gil Roy