Un tour d'horizon des problèmes relatifs à l'identification de modèles en aéronautique

Bon nombre d’activités dans le domaine aéronautique reposent sur la disponibilité de modèles représentatifs du comportement réel de l’avion. Citons la synthèse de lois de pilotage, la mise au point du pilote automatique, les études de qualités de vol, l’analyse de pannes, la prédiction de comportements dangereux ou le développement des simulateurs. Cependant, la connaissance prévisionnelle issue de calculs CFD, de la soufflerie ou des essais sol est rarement suffisante pour satisfaire les exigences de précision. Il s’avère alors nécessaire de recourir aux techniques d’identification et à des essais en vol spécifiques. Par ailleurs, ces dernières années ont été marquées par une augmentation continue de la complexité des modèles du fait d’un accroissement des contraintes liées aux nouveaux systèmes : la prise en compte d’un plus grand nombre  de modes de vibration en basse fréquence pour l’avion souple, une complexification des modèles aérodynamiques avec une accentuation du caractère non linéaire pour l’avion rigide. La variété des problèmes et des modèles conduit ainsi à s’intéresser à une large gamme de techniques d’identification. Elles incluent les méthodes de base comme les moindres carrés ou le maximum de vraisemblance avec leurs variantes, ainsi que l’analyse spectrale et les techniques d’estimation fondées sur le filtre de Kalman, mais aussi des approches plus récentes comme les réseaux de neurones ou les méthodes de sous-espaces. Un intérêt particulier est porté aux formulations fréquentielles des algorithmes, spécialement pour l’avion souple. La plupart de ces méthodes ne sont pas applicables telles quelles mais nécessitent d’être adaptées aux spécificités des problèmes aéronautiques. Cet article propose donc un tour d’horizon des problématiques rencontrées lors du déroulement du processus d’identification pour ce type d’applications. Il présente les solutions proposées et illustre leur mise en œuvre dans le cadre de travaux réalisés à l'ONERA, pour la modélisation de l’avion rigide et de l’avion souple.