Cette thèse concerne le développement de Méthodologies orientées MDO (Multidisciplinary Design Optimization) appliquées à l’optimisation globale d’aéronefs hybrides électriques. Il s'agit de prendre en compte, à un même niveau de définition, les disciplines traditionnelles de la conception multidisciplinaire avion et celles relatives à la conception de l’architecture électrique de propulsion, de façon à mieux rendre compte des interactions fortes entre ces deux volets et ainsi améliorer la qualité et la confiance dans les résultats de conception d’ensemble. L’impact anticipé de cette volonté est un accroissement de la complexité de traitement dû à l’augmentation combinatoire des variables et contraintes de conception qui plus est de natures (continue ou discrète) mixte, occasionnant un accroissement rédhibitoire du coût de calcul.
Dans ce contexte, l’orientation des travaux de thèse est à visée méthodologique et consistera à définir l’architecture de modélisation et le processus MDO qui réaliseront le couplage entre, d’une part les modèles de génération/conversion de puissance et de propulsion et d’autre part les modèles de conception avion qui ont jusqu’à présent évolué dans des architectures MDO et des stratégies d’optimisation indépendantes. Découlant de ce premier objectif, la définition des niveaux de modèles et le cas échéant les réductions de modèle à apporter aux bases existantes pour mener à bien l’approche MDO à un niveau ‘’global aéronef’’ sera également nécessaire. Cette sélection devra être faite en lien avec les outils d’optimisation qui peuvent être mis en oeuvre pour traiter des modèles métier ou technologiques très hétérogènes, impliquant divers types de non-linéarités et dont le coût de traitement pourrait être prohibitif. Ces démarches méthodologiques pourront être évaluées, au moins qualitativement, sur une architecture aéronef hybride série dans la famille de l’aviation régionale. Ce cas d’étude repose sur une gamme de modèles avion de puissance embarquée proche des cas d’étude HASTECS (pour le LAPLACE et la conversion d’énergie) et pour laquelle l’ONERA dispose de bonnes références sur les questions de modélisation avion et d’architecture de propulsion distribuée. Cette gamme d’aéronefs constitue également une étape ambitieuse sur le chemin de l’aviation de transport décarbonée.