Par : Rénald Fortier
Ingenium - Musées des sciences et de l’innovation du Canada
« On ne voit bien qu’avec le DAIS, l’essentiel est invisible pour les yeux » – Un regard respectueux sur une grande invention aérospatiale canadienne, l’équipement d’inspection non destructif Diffracto DAIS, et un peu plus, partie 2
Un membre du personnel de l’Institut de recherche aérospatiale effectuant une inspection sur un Shuttle Remote Manipulator System, ou Canadarm, vers 2000. Conseil national de recherches Canada.
Je vois que vous ne pouviez pas rester à l’écart, ami(e) lectrice ou lecteur. L’histoire du D-sight Aircraft Inspection System (DAIS), un équipement d’essai non destructif développé par Diffracto Limited de Windsor, Ontario, est en effet fascinante. Pouvons-nous reprendre là où nous nous étions arrêtés?
Entre 1988 et 1991, l’Établissement aéronautique national (EAN), une branche du Conseil national de recherches du Canada (CNRC) connue à partir de 1990 sous le nom d’Institut de recherche aérospatiale (IRA), effectue des milliers d’inspections d’essai à l’aide du DAIS. La plupart des objets utilisés proviennent de la dénommée bibliothèque de spécimens d’aéronefs, une collection de plus d’un millier d’éléments structurels d’avions et hélicoptères créée quelques années auparavant.
Ces inspections d’essais permettent aux chercheurs de l’EAN / IRA de classer les différents problèmes ou conditions rencontrés (corrosion, délaminages, dommages par impact, fissures, rivets desserrés ou défaillants, etc.), et d’identifier des domaines d’intérêt spécifiques qui pourraient être vérifiés avec d’autres méthodes d’essais non destructives.
À une occasion, un système est adapté pour permettre l’observation d’un échantillon placé sous chargement cyclique dans une machine d’essai. Pour la première fois, des chercheurs peuvent visualiser en temps réel la répartition inégale des charges dans un joint endommagé par la corrosion.
À quelques reprises, les chercheurs de l’EAN / IRA doivent modifier leur approche afin de traiter des éléments qui ne peuvent être recouverts avec le produit dégraissant mentionné dans la première partie de cet article.
Dans un cas, de l’eau mélangée à un agent mouillant est utilisée pour inspecter le gouvernail de direction d’un aéronef doté d’une structure en bois recouverte de tissu. La machine volante en question est un biplan d’entraînement Avro Type 504 appartenant à ce qui est alors le Musée national de l’aviation, l’actuel Musée de l’aviation et de l’espace du Canada, à Ottawa, Ontario.
De plus, des chercheurs de l’EAN / IRA prouvent que la technologie développée par Diffracto peut être utilisée pour identifier les passeports altérés et la monnaie contrefaite canadienn(e)s et américain(e)s. Ils espèrent que cette technologie intéresserait les forces de police et sécurité au Canada et ailleurs. Certains chercheurs pensent même qu’un type de dispositif pourrait être utilisé pour comparer les marques de morsures des victimes de crimes violents. Je ne plaisante pas.
Pas plus tard qu’en 1994, des chercheurs peuvent repérer la marque complète du fabricant d’un orfèvre / arquebusier / armurier de la Nouvelle-France de la fin du 17ème siècle et du début du 18ème nommé Soullard, vraisemblablement Jean Soullard, sur le canon d’une arme appartenant au Musée canadien de la guerre. En utilisant des techniques standards, le personnel du musée n’avait pu voir qu’une lettre S.
Parallèlement, Diffracto recherche également de nouveaux marchés pour son produit. À la fin des années 1980, elle développe une version de son système D-sight capable d’inspecter les pare-brise ou verrières d’aéronef. La firme étudie également l’utilisation de sa technologie dans la recherche en imagerie thermique et soufflerie.
Il semblait malheureusement y avoir un marché pour le produit que Diffracto développe. Vous souhaiterez peut-être noter que ce qui suit est tragique.
En avril 1988, un Boeing Modèle 737 exploité par un transporteur américain, Aloha Airlines Incorporated, subit une décompression explosive massive en vol causée par la fatigue et corrosion du métal. L’avion de ligne à réaction se pose en un seul morceau, sans environ 5.5 mètres (environ 18 pieds) du revêtement de son fuselage supérieur, mais la cheffe agente de bord, Clarabelle Lai Moi « C.B. » Lansing, née Ho, perd la vie lorsqu’elle est emportée hors de la cabine. Son corps n’a jamais été retrouvé. Environ 65 passagères et passagers sont blessé(e)s, dont certain(e)s gravement.
Cet accident effroyable donne lieu à une vaste recherche de dommages dus à la corrosion. Des gens utilisant des dispositifs Diffracto découvrent les premiers exemples d’un type de corrosion précédemment théorisé mais jamais découvert qui avait contribué au désastre d’Aloha Airlines.
La quantité de travail nécessaire dépasse les équipes d’inspection et dispositifs portatifs couramment utilisés à l’époque. Un système basé sur le D-sight comme celui proposé par Diffracto offre une solution potentielle au problème de l’industrie du transport aérien. Il s’agit après tout d’un moyen simple et rapide de mettre en évidence les petites distorsions ou déformations causées par la corrosion ou les impacts sur des surfaces planes et modérément courbées.
Le système D-sight de Diffracto offre aussi une solution à un autre problème rencontré par l’industrie du transport aérien, à savoir l’importance toujours croissante des matériaux composites dans les avions de ligne. Cette industrie comprend progressivement qu’elle doit prêter attention aux dommages d’impact à peine visibles. Capable d’inspecter de grandes surfaces rapidement et efficacement, la technologie de Diffracto permettrait aux techniciens des sociétés aériennes d’identifier les zones problématiques qui pourraient être inspectées en profondeur à l’aide d’autres types d’équipements.
Diffracto perfectionne son DAIS, acronyme de D-sight Aircraft Inspection System, en 1991, avec l’aide de la susmentionnée IRA.
Comme il a été dit (tapé?) dans la première partie de cet article, la version initiale avec la tête d’inspection DAIS-1000 est redimensionnée pour être utilisée sur les éléments composites de la flotte de chasseurs supersoniques McDonnell Douglas CF-188 du Commandement aérien des Forces canadiennes. Cette version est financée par les Forces canadiennes. Une unité avec une zone de visualisation plus petite et une géométrie différente optimisée pour la détection de la corrosion, le DAIS-250C (« C » pour corrosion), est développée en 1993.
La US Air Force (USAF) est suffisamment intriguée pour qu’une firme américaine, ARINC Corporation, invite Diffracto et l’IRA à une démonstration des capacités de détection de corrosion du DAIS, en 1992. La démonstration est réalisée à l’aide d’une cellule d’essai de type Boeing Modèle 727.
Et oui, la photographie au début de la première partie de cet article montre ce test, je pense.
En 1993, une équipe Diffracto / IRA participant à un événement au Airworthiness Assurance NDI Validation Center de la Federal Aviation Administration (FAA) prend part à une autre démonstration. Les trois hommes réalisent en 36 heures-homme ce qui, selon la directive de navigabilité de l’agence américaine, nécessiterait près de 280 heures-homme. Leurs résultats sont utilisés par d’autres invités pour se concentrer sur les domaines problématiques identifiés par le DAIS.
Les résultats des essais de 1992-93 sont si impressionnants que la FAA, le CNRC et Transports Canada financent Diffracto et l’IRA pour développer le DAIS pour des essais de corrosion des gros avions de ligne. Ce projet coopératif débute en 1993 et se poursuit jusqu’en 1996-97.
Incidemment, la FAA est mentionnée à maintes reprises dans notre blogue / bulletin / machin, et ce depuis juin 2018. Transports Canada, par contre, est ainsi béni à maintes reprises depuis octobre 2017, mais je digresse.
Pendant que se déroule le susmentionné projet coopératif, la USAF et les Forces canadiennes financent un Large Area Composite Inspection System.
En 1994-95, Diffracto et l’IAR mènent ainsi une série de démonstrations sur le terrain sur des avions de ligne exploités par Air Canada Incorporated et deux transporteurs américains, Northwest Airlines Incorporated et United Airlines Incorporated, ainsi que sur des aéronefs militaires exploités par la USAF et la Royal Air Force (RAF).
Des forces aériennes européennes impliquées dans le programme EUCLID (European Cooperation for the Long Term in Defence), en français Coopération européenne pour le long terme dans le domaine de la défense, mènent leur propre série d’essais indépendants, aux Pays-Bas, à l’aide d’une unité DAIS louée.
Toutes ces forces aériennes sont impressionnées. Le dispositif canadien est simple à utiliser et fournit rapidement des informations. Mieux encore, il est relativement peu coûteux.
Aussi intriguées qu’elles soient par la nouvelle technologie, de nombreuses sociétés aériennes sont préoccupées par diverses questions, à savoir
- le coût du nouvel équipement. Les sociétés aériennes peuvent mettre à jour une bonne partie de l’équipement dont elles disposent déjà pour le prix d’un seul dispositif Diffracto.
- la création d’un dossier permanent (photo et / ou fichier informatique). Les sociétés aériennes peuvent craindre que ces documents ne soient utilisés contre elles dans le cadre de poursuites intentées par les proches de personnes tuées dans des accidents d’avions.
- le nombre et la classification des personnes qui effectueraient les travaux. Les sociétés aériennes doivent déterminer si les personnes qui effectuent les inspections visuelles de routine ou les spécialistes des tests non destructifs qui inspectent les zones problématiques potentielles signalées par leurs collègues effectueraient les inspections avec des DAIS.
- la quantité d’espace de stockage de données nécessaire pour conserver les images produites lors de l’inspection de chaque aéronef de leurs importantes flottes. Compte tenu de la taille des images et de la capacité des gros disques durs de l’époque, c’est loin d’être une question sans importance. Voyez-vous, un de ces gros disques durs ne peut probablement pas contenir plus de 160 images environ. Je ne plaisante pas.
Quoi qu’il en soit, Diffracto est suffisamment encouragée par les résultats des essais pour commercialiser une version commerciale de son DAIS en 1995. Le marché potentiel pour un système comme le DAIS est en effet tout simplement énorme. Même des transporteurs aériens relativement petits pourraient se permettre d’en acheter un. Après tout, les sociétés aériennes du monde exploitent plus de 2 000 aéronefs achevés avant 1975. La corrosion est toujours un problème. Elles doivent composer avec.
Remarquez, à cette époque, la firme produit à nouveau des dispositifs que des constructeurs automobiles utilisent pour mesurer et inspecter les pièces. La plupart de ses bénéfices proviennent en fait de ce secteur d’activité.
Quoi qu’il en soit, encore, les Forces canadiennes achètent deux unités DAIS en 1995. Elles servent notamment à inspecter toutes les surfaces extérieures de deux avions de patrouille maritime Lockheed CP-140 Aurora, en 2001.
Agissant pour le compte de la USAF, la susmentionnée ARINC acquiert une unité DAIS en 1995, pour inspecter certains des gros aéronefs de ce service. Mieux encore, la USAF acquiert ultérieurement trois unités DAIS. À son tour, la RAF acquiert une unité DAIS en 1997-98 pour inspecter certains de ses gros aéronefs.
Deux techniciens de la Siły Powietrzne examinant un chasseur bombardier supersonique Soukhoï Su-22 à l’aide d’une unité Diffracto DAIS. Andrzej Katunin et al., « Automated Identification of Hidden Corrosion Based on the D-sight Technique: A Case Study on a Military Helicopter. » Sensors, 11 août 2023, 4.
En 1999, les Wojsk Lotniczych i Wojsk Obrony Powietrznej, en d’autres mots les forces aériennes et de défense aérienne polonaises, acquièrent une unité DAIS. De fait, les forces armées polonaises se révèlent finalement être le plus important utilisateur étranger du DAIS, utilisant cette technologie pour inspecter leurs avions et hélicoptères.
Je sais, je sais, la USAF dispose de plus d’unités DAIS. Elle ne les utilise tout simplement pas autant, je pense.
La formation sur le fonctionnement du DAIS et l’interprétation d’images que reçoit le personnel des Forces canadiennes et des forces aériennes étrangères est élaborée et dispensée par l’IRA.
Le fait que seules des forces aériennes utilisent des unités DAIS pour inspecter régulièrement leurs aéronefs est intéressant. Les problèmes qui préoccupent l’industrie du transport aérien ne semblent pas les affecter.
Entre-temps, Transports Canada finance le développement d’une unité DAIS qui peut être utilisée par une seule personne et ne produit pas de dossier permanent. Le prototype de ce système, conçu pour répondre à certaines des préoccupations exprimées par l’industrie du transport aérien, est testé sur le terrain en 1997 sur deux avions de ligne.
Le soutien financier de Transports Canada prend malheureusement fin cette même année. Face au désintérêt certain des sociétés aériennes, les constructeurs d’avions de ligne ne voient aucune raison d’approuver le DAIS comme méthode d’inspection. En conséquence, Diffracto ne produit pas la nouvelle unité DAIS.
La firme propose et simule néanmoins une autre version de son dispositif, en 1997. Même si elle élimine divers problèmes (profondeur de champ, distorsion de perspective, etc.), cette version n’est pas réalisée non plus.
Quelques années plus tard, la firme commence à travailler sur un détecteur portatif de dommages causés par la grêle destiné aux automobiles et, potentiellement, aux aéronefs en composites. Le progiciel est encore en cours de développement au moment où la production des dispositifs DAIS prend fin, vers 2004-05.
Si travailler avec un aéronef antique, le susmentionné Type 504, avait été un véritable défi, l’IRA est finalement confronté à un problème bien plus difficile lorsqu’on lui demande de tester un panneau stratifié métallique collé qui doit supporter des températures élevées sans se déformer.
Conscients que des températures élevées feraient bouillir le produit dégraissant qu’ils utilisent, les techniciens de l’IRA doivent développer une toute nouvelle approche. Ils obtiennent la réflectivité de surface requise en appliquant une fine feuille de papier d’aluminium sur l’objet. Cette approche se révèle si prometteuse qu’elle conduit au développement d’une technique connue sous le nom de SolidHi (Solid Film Highlighting) qui est brevetée par l’IRA en 1999, et ce tant au Canada qu’aux États-Unis.
Le procédé SolidHi utilise la pression de l’air ou le vide pour forcer un mince film métallique ou plastique à se conformer étroitement à la surface d’un objet à inspecter.
Un de ces objets est un Shuttle Remote Manipulator System, ou Canadarm, inspecté vers 2000. Un autre est le bombardier furtif à long rayon d’action super secret Northrop B-2 Spirit de la USAF. Voyez-vous, des mécaniciens essayant de localiser et ouvrir les panneaux d’accès de l’aéronef endommagent le revêtement furtif non marqué qui les recouvre.
En 2004, LMI Technologies Incorporated, comme on appelle alors Diffracto, développe une version mise à jour de son DAIS pour la Wojska Lotnicze i Obrony Powietrzny / Siły Powietrzne, en d’autres termes les forces aériennes et de défense aérienne / armée de l’air polonaises.
La dernière inspection DAIS menée par une équipe du CNRC / IRA a lieu en 2006.
Voyez-vous, au début du mois de mars 2005, un avion de ligne Airbus A310 exploité par le transporteur canadien Air Transat Incorporée de Montréal, Québec, perd la majeure partie de son gouvernail de direction en composite en plein vol. L’aéronef atterrit en toute sécurité, mais cet accident provoque naturellement un choc considérable.
L’enquête conclut que les procédures d’inspection utilisées par Airbus Société par actions simplifiée peuvent être améliorées. Dans le cadre de l’enquête, Airbus inspecte chaque aéronef en service à l’époque en utilisant deux techniques manuelles.
Un jour, en 2005, à Vancouver, Colombie-Britannique, une équipe de l’IRA commence à inspecter le gouvernail de direction d’un avion de ligne Airbus exploité par Air Transat, à l’aide d’une unité DAIS. L’équipe d’Airbus travaillant sur l’aéronef leur dit poliment de partir, car leur dispositif ne fait pas partie des méthodes d’inspection approuvées par la firme. L’équipe de l’IRA est dûment partie, mais seulement après avoir terminé son inspection.
En 2006, une équipe d’inspection examinant un autre avion de ligne Airbus découvre un gouvernail de direction qui s’est détérioré au-delà des limites acceptables. Cela suscite définitivement des inquiétudes puisque les dommages ne peuvent pas être constatés conformément aux exigences de certification. Une inspection D-sight est réalisée en toute hâte en Allemagne par une équipe de l’IRA. Le dispositif met en évidence les dégâts en quelques minutes. Impressionnés, les gens d’Airbus présents demandent où ils peuvent acheter cette technologie. Ils apprennent qu’ils ne peuvent pas le faire parce que la production du DAIS est terminée.
Au total, Diffracto Limited et les firmes qui lui ont succédé réalisent une quinzaine d’unités DAIS. Ces unités peuvent / pouvaient être trouvées dans 4 pays (Canada, États-Unis, Pologne et Royaume-Uni).
Votre humble serviteur ne peut pas dire si un de ces dispositifs demeure en service en 2024. Ceci étant dit (tapé?), j’ai le sentiment qu’au moins un DAIS peut encore être en service au sein de la Siły Powietrzne, autrement dit de l’armée de l’air polonaise, un nouveau nom adopté en 2004.
Incidemment, Laser Management International Incorporated (LMI) de Vancouver, Colombie-Britannique, une firme nouvellement créée (1998) qui avait acquis 4 petits fabricants de capteurs basés dans 3 pays (Suède, Pays-Bas et Canada), achète une grande majorité des actions de Diffracto en janvier 1999. Et oui, un de ces petits fabricants de capteurs est Sensor Adaptive Machines Incorporated de Windsor, une entité mentionnée dans la première partie de cet article.
Diffracto peut, je répète peut, devenir LMI Diffracto Limited en 1999, avant de se transformer en LMI Automotive Incorporated, peut-être peu de temps après. En 2003, son nom change pour LMI Technologies Incorporated.
Augusta Technologies Aktiengesellschaft, un groupe allemand détenu par TKH Group Naamloze Vennootschap, un groupe de télécommunications basé aux Pays-Bas, acquiert LMI Technologies en 2011. En 2024, cette firme de numérisation et d’inspection 3D est basée à Burnaby, en Colombie-Britannique.
Et ainsi se termine notre histoire, ami(e) lectrice ou lecteur.
Et s’il vous plaît n’oubliez pas qu’un avion de ligne est le moyen de transport le plus sûr que vous pouvez utiliser en 2024, à part peut-être un ascenseur. Il est plus sûr qu’une automobile et même un train. Que votre voyage en avion soit aussi agréable qu’un voyage en train ou pas est une autre question, bien sûr.
Pensez-vous que les compagnies aériennes, autorités aéroportuaires, autorités de sécurité, etc., savent ce qu’elles font, hein? S’il est permis à votre humble serviteur de citer / paraphraser Daryl Van Horne dans la comédie noire surnaturelle américaine de 1987 Les Sorcières d’Eastwick, tout le monde fait des erreurs et quand c’est nous qui faisons une erreur, on dit que c’est le mal. Mais quand c’est elles qui font une erreur, on dit que c’est… la nature. Alors, qu’est-ce que vous croyez? Sont-elles les victimes innocentes des circonstances ou est-ce que vous croyez plutôt qu’elles le font par exprès? Parce que j’aimerais bien le savoir.
À plus.
L’auteur de ces lignes tient à remercier les personnes qui ont fourni des informations. Toute erreur contenue dans cet article est de ma faute, pas de la leur.
Rénald Fortier
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