Quand Wilbur et Orville Wright réussissent pour la première fois à faire décoller un avion en 1903, la construction aéronautique est encore une activité réservée aux expérimentateurs et aux aventuriers. La contribution limitée, mais spectaculaire, de l’aviation militaire pendant la première guerre mondiale, a facilité le passage de l’aéronautique du stade artisanal à celui de la production en série. Les avions de deuxième génération ont permis aux exploitants de l’après-guerre d’entrer dans le domaine commercial, notamment la poste aérienne et le cargo express. Ils n’étaient pas pressurisés, étaient mal chauffés et incapables de voler au-dessus des nuages. Malgré ces inconvénients, le transport de passagers s’est accru de 600% entre 1936 et 1941, mais c’était encore un luxe réservé à une minorité.

Pendant la seconde guerre mondiale, les progrès technologiques considérables et l’utilisation massive de la force aérienne ont favorisé le développement fulgurant des industries aérospatiales qui avaient survécu à la guerre aux Etats-Unis, au Royaume-Uni et en Union soviétique.
Depuis, les missiles tactiques et stratégiques, les satellites de reconnaissance et de navigation et les aéronefs pilotés ont pris une importance toujours croissante dans le secteur militaire. Les télécommunications, l’observation de la terre et la météorologie par satellite sont aussi de plus en plus importants dans le secteur civil. L’introduction, à la fin des années cinquante, du turboréacteur dans l’aviation civile a rendu le transport aérien plus rapide et plus confortable et a été le point de départ d’une expansion remarquable. En 1993, le trafic aérien mondial était de 2 000 milliards de passagers-kilomètre par an et, selon les prévisions, ce chiffre devrait presque tripler d’ici à 2013.

L’emploi dans les industries aérospatiales est fortement cyclique. En 1989, l’Union européenne, l’Amérique du Nord et le Japon totalisaient 1 770 000 emplois directs dans ce secteur, mais en 1995, ce chiffre était tombé à 1 300 000, la majeure partie des pertes ayant eu lieu principalement aux Etats-Unis et au Royaume-Uni. L’importante industrie aéronautique de la Communauté d’Etats indépendants a été sévèrement touchée par la désintégration de l’Union soviétique. L’Inde et la Chine, par contre, ont une capacité de production encore limitée, mais qui augmente rapidement. La construction de missiles intercontinentaux et de bombardiers à long rayon d’action a été en grande partie limitée aux Etats-Unis et à l’ex-Union soviétique, la France ayant, de son côté, développé l’aérospatiale à vocation commerciale. Les missiles stratégiques à courte portée, les missiles et bombardiers tactiques, les fusées civiles et les avions de chasse sont produits à plus grande échelle. Les avions de ligne de grande capacité (100 places ou plus) sont fabriqués directement par des constructeurs des Etats-Unis et d’Europe ou en coopération avec eux.

La construction des avions de transport régional (moins de 100 places) et des avions d’affaires est géographiquement plus dispersée. Enfin, celle d’avions de tourisme, basée principalement aux Etats-Unis, est tombée de près de 18 000 unités en 1978 à moins de 1 000 en 1992, avant de connaître un nouvel essor.
L’emploi se répartit de façon à peu près égale entre la production de matériel militaire, civil, spatial et d’équipements associés. Dans les entreprises, les services techniques, l’administration et la production représentent chacun environ un tiers de la main-d’œuvre employée. Les hommes représentent quelque 80% du personnel d’étude et de production, de même que l’immense majorité des employés à haut niveau de qualification, techniciens ou directeurs de production est de sexe masculin.

Les pratiques et les besoins très différents des gouvernements et des utilisateurs civils ont conduit à une segmentation de l’industrie aérospatiale. La cellule, les moteurs et l’avionique (systèmes de navigation électronique, de communication et de commandes de vol) sont généralement produits par des sociétés différentes. Les moteurs et l’avionique peuvent représenter chacun jusqu’à 25% du coût total d’un avion de ligne. La construction aéronautique englobe la conception, la fabrication, l’assemblage, l’inspection et les essais d’un grand nombre de composants. Les constructeurs ont créé des réseaux interconnectés de sous-traitants et de fournisseurs pour répondre aux besoins de la production. Les exigences économiques, technologiques, politiques ainsi que celles liées à la commercialisation conduisent à une mondialisation croissante de la production de composants et de sous-ensembles.

A l’origine, la cellule était en bois et en toile, avant d’être faite de composants métalliques. Les alliages d’aluminium sont souvent utilisés pour leur résistance et leur faible poids. On fait largement appel également à des alliages de béryllium, de titane et de magnésium, en particulier pour les avions à hautes performances. Les nouveaux matériaux composites (réseaux de fibres entrelacées) sont des substituts solides et durables des composants métalliques. Par rapport aux métaux actuellement utilisés, ils ont une résistance générale égale ou supérieure, un poids réduit et une résistance accrue à la chaleur. De plus, dans le domaine de l’aviation militaire, ils permettent de réduire considérablement la signature radar de l’appareil. Les résines époxy sont les composites les plus utilisés dans l’aéronautique (elles représentent environ 65% de ces matériaux). On recourt aux résines polyimides lorsqu’une grande résistance à la chaleur est requise. D’autres résines sont également employées, telles que les résines phénoliques, les polyesters et les silicones.

Les amines aliphatiques servent souvent d’agents de séchage, le graphite, le Kevlar et la fibre de verre, de fibres de support. Des stabilisateurs, catalyseurs, accélérateurs, antioxydants et plastifiants sont utilisés comme additifs lorsqu’on veut obtenir une consistance déterminée. D’autres résines comprennent des polyesters saturés et insaturés, des polyuréthanes et du vinyle, de l’acrylique et des polymères à base d’urée et de fluor.

Les apprêts, laques et vernis protègent les surfaces soumises à des températures extrêmes et à la corrosion. La peinture d’apprêt la plus répandue est composée de résines synthétiques pigmentées au chromate de zinc. Elle sèche très rapidement, améliore l’adhérence des couches supérieures et empêche la corrosion de l’aluminium, de l’acier et de leurs alliages. Les laques et vernis sont appliqués sur les surfaces apprêtées, aux fins de protection et de finition. Les vernis se composent d’huiles siccatives, de résines naturelles et synthétiques, de pigments et de solvants. Selon leur utilisation, les laques contiennent des résines, des plastifiants, des esters cellulosiques, du chromate de zinc, des pigments et des diluants. Les composés caoutchoutés sont d’usage courant dans les peintures, les revêtements de protection et ceux des réservoirs d’essence, les lubrifiants et les produits de protection, les nacelles-moteurs, les tuyaux souples et les joints d’étanchéité. Les huiles minérales et synthétiques permettent de refroidir et de lubrifier les moteurs, les systèmes hydrauliques et les machines-outils. L’essence aviation et le carburéacteur sont des dérivés d’hydrocarbures. L’industrie aérospatiale utilise également des carburants liquides et solides à haute énergie, aux propriétés physiques et chimiques instables, tels que l’oxygène liquide, l’hydrazine, les peroxydes et le fluor.

De nombreux matériaux entrent en jeu dans le processus de fabrication sans figurer dans le produit final. Les constructeurs peuvent avoir agréé des dizaines de milliers de produits, mais n’en utiliser qu’un nombre beaucoup plus petit. D’importantes quantités de solvants très divers sont employées, dont les variantes nuisibles pour l’environnement, comme la méthyléthylcétone et le fréon, sont remplacées par d’autres qui le sont moins. Les alliages d’acier contenant du chrome ou du nickel sont employés dans l’outillage tandis que, pour les outils de coupe, on fait appel à des métaux durs contenant des carbures de cobalt et de tungstène. Le plomb, qui entrait auparavant dans le processus d’usinage, est désormais très peu employé, ayant été remplacé par le kirksite.

Au total, l’industrie aérospatiale utilise plus de 5 000 produits chimiques et mélanges de composés chimiques, la plupart fabriqués par plusieurs fournisseurs, et beaucoup de composés qui contiennent entre 5 et 10 ingrédients. La composition exacte de certains produits est protégée par des brevets ou tenue secrète pour des raisons commerciales, ce qui ajoute encore à la complexité de cet ensemble hétérogène.

La fabrication de cellules d’avion s’effectue généralement dans des usines intégrées de grande dimension. Les plus récentes d’entre elles sont équipées de systèmes de ventilation à haut débit et d’air climatisé. Des systèmes de ventilation locaux peuvent être ajoutés pour des fonctions particulières. Le traitement chimique et la peinture des éléments d’un gabarit important sont désormais effectués dans des cabines automatisées à atmosphère contrôlée. Les équipements plus anciens assurent en général une moins bonne maîtrise des risques environnementaux.

Une équipe d’ingénieurs hautement qualifiés développe et améliore les caractéristiques structurelles de l’avion ou du véhicule spatial. D’autres ingénieurs s’occupent de la résistance et de la durée de vie des matériaux et de la mise au point des procédés de fabrication. Les ordinateurs sont à présent chargés d’une grande partie des travaux de calcul et de dessin, précédemment effectués par des ingénieurs, des dessinateurs et des techniciens. Des systèmes informatiques intégrés sont désormais utilisés pour concevoir l’aéronef, sans faire appel aux plans ou aux maquettes.

La fabrication commence par la réalisation de pièces à partir des matériaux bruts. Elle comprend la production des outils et des gabarits, l’usinage des métaux, le travail des matières plastiques et des composites et les activités annexes. Les outils sont notamment des gabarits et des surfaces de travail utilisés pour la construction de pièces en métal ou en matériaux composites. Les gabarits servent de guides pour la coupe, le perçage et l’assemblage. Les sous-ensembles du fuselage, les panneaux de porte et les revêtements des ailes et de la queue (surfaces externes) sont généralement formés à partir de feuilles d’aluminium profilées et découpées avec précision avant d’être soumises à des traitements chimiques. Les opérations d’usinage sont souvent commandées par ordinateur. D’énormes fraiseuses montées sur rail effectuent l’usinage des longerons d’aile, à partir de pièces forgées en aluminium. Les pièces de petite dimension sont découpées et formées sur des fraiseuses, des tours et des rectifieuses. Les conduites rigides sont réalisées à partir de métaux en feuille ou de composites. Les composants intérieurs de l’aéronef, en particulier les planchers, sont généralement réalisés en composites ou en stratifiés en couches minces sur une structure en nid d’abeille. Les matériaux composites sont déposés en couches successives, soigneusement disposées et mises en forme soit à la main, soit à la machine, puis chauffés dans un four ou un autoclave.

L’assemblage commence par le montage des composants en sous-ensembles. Les principaux sous-ensembles sont les ailes, l’empennage, les sections du fuselage, le train d’atterrissage, les portes et les composants intérieurs. L’assemblage de la voilure est particulièrement délicat; un grand nombre de trous doivent être percés avec précision dans les revêtements, pour les rivets qui seront insérés plus tard. Une fois achevée, l’aile est nettoyée et traitée pour assurer l’étanchéité du réservoir de carburant. L’assemblage final s’effectue dans d’immenses halls, dont certains comptent parmi les locaux industriels les plus vastes au monde. La chaîne d’assemblage comporte plusieurs postes, sur lesquels la cellule est immobilisée de quelques jours à plus d’une semaine, pour procéder à des opérations prédéterminées. A chaque poste, plusieurs opérations d’assemblage sont effectuées simultanément, d’où un risque d’exposition à des combinaisons de produits chimiques. Les pièces et sous-ensembles sont amenés au poste correspondant au moyen de chariots, de systèmes de transport spécifiques et de grues à pont roulant. La cellule est déplacée d’un poste à l’autre par grue à pont roulant, jusqu’à la phase de montage du train d’atterrissage. Tous les déplacements ultérieurs de l’avion en construction sont effectués par tractage.

Au cours de l’assemblage final, les sections du fuselage sont rivetées les unes aux autres autour d’une ossature de support. Les poutres de plancher et les lisses sont posées, et l’intérieur est recouvert d’un enduit anticorrosion. Les sections avant et arrière du fuselage sont raccordées au caisson central (section servant de réservoir central et constituant une partie vitale de la structure de l’avion). L’intérieur du fuselage est revêtu de panneaux d’isolation en fibres de verre. Les câbles électriques et les conduits d’air sont posés. Les surfaces intérieures sont recouvertes de panneaux de finition. Les casiers à bagages dans lesquels sont intégrés les éclairages individuels et les masques à oxygène destinés aux passagers sont alors installés. Les sièges, les cuisines et les toilettes préassemblés sont transportés à la main et fixés au plancher, ce qui permet de configurer rapidement la cabine conformément aux besoins du client. On installe ensuite les groupes motopropulseurs, le train d’atterrissage et l’avionique. Le fonctionnement de tous les éléments est rigoureusement contrôlé avant le remorquage vers une station de peinture séparée, où une couche d’apprêt est appliquée (en principe à base de chromate de zinc), suivie d’une couche de peinture décorative à base d’uréthane ou d’époxy. Enfin, avant la livraison, l’avion est soumis à une série intensive d’essais au sol et en vol.

Aux personnels employés dans les processus de conception et de construction s’ajoutent ceux qui sont chargés de la planification, de l’inspection et du suivi ainsi que de la gestion des pièces et de l’outillage. Les techniciens assurent la maintenance des machines-outils et l’affûtage des outils de coupe. La maintenance du site de production, les services de gardiennage et la conduite des véhicules de piste requièrent également un personnel important.