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Robotique, composite, impression 3D... Six axes de recherche prioritaires pour l'usine du futur

Le plan Usine du futur va donner lieu à des projets de recherche dans des domaines identifiés comme stratégiques pour l’industrie française.
mis à jour le 04 avril 2015 à 08H58
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Robotique, composite, impression 3D... Six axes de recherche prioritaires pour l'usine du futur
Legende Noir Legende Noir Legende Noir Legende Noir Legende Noir Legende Noir © De nombreux progrès sont encore possibles dans le domaine des matériaux composites.

Le financement est prêt, ne manquent plus que les projets. Le programme des projets industriels d’avenir (Piave) de Bpifrance a été mis en place au mois de janvier. Quelque 305 millions d’euros sont réservés pour des projets de développement et d’industrialisation, avec des budgets compris entre 3 et 10 millions d’euros. Industriels et centres de recherche ont jusqu’en décembre pour déposer des dossiers portant sur des travaux de développement technologique ou d’industrialisation et devant aboutir d’ici à 2017. Seul impératif : ces projets doivent impérativement entrer dans le cadre de l’un des 34 plans de la Nouvelle France industrielle.

En ce qui concerne le plan Usine du futur, six secteurs clés ont été définis. Plusieurs organismes, dont le Syndicat des entreprises de technologies de production (Symop), le Groupement des industries de l’équipement électrique, du contrôle-commande et des services associés (Gimelec) ou l’Association française des éditeurs de logiciels et solutions internet (Afdel), cherchent à identifier des PME et des start-up pouvant fournir des solutions innovantes. Ils invitent les entreprises à se manifester pour proposer des projets dans ces six secteurs.

Place de l’homme dans l’usine

C’est le domaine le plus médiatisé, car il pourrait permettre aux entreprises françaises de se démarquer par une meilleure prise en compte des aspects humains dans l’environnement industriel. Les projets porteront en partie sur l’étude des évolutions sociétales, en partie sur des aspects techniques. Demain, les industriels devront prendre en compte les besoins de leurs opérateurs tout autant que ceux de leurs clients, et devront améliorer l’organisation des postes de travail, les systèmes de management ou les relations avec les fournisseurs.

Le poste de travail devra être conçu de manière à être évolutif tout en débarrassant l’opérateur des tâches fastidieuses. Les systèmes de management avancés (logiciels d’aide au pilotage des ressources humaines sur les lignes de production) vont se développer. Tout comme les outils informatiques d’aide à la décision des opérateurs sur les lignes. Les relations avec les fournisseurs devront être plus étroites grâce à de nouvelles solutions numériques, comme par exemple la planification partagée via le web. Enfin, de nombreux projets devraient concerner la formation. Que ce soit pour enseigner une tâche à un opérateur, pour améliorer ses performances, pour adapter des tâches à une population vieillissante ou pour intéresser les jeunes générations. Le défi de demain sera de rendre le plus intuitif possible des procédés toujours plus complexes.

Plate-forme robotique industrielle

La robotique est en pleine mutation depuis l’apparition de bras intrinsèquement sûrs, qui embarquent des technologies de sécurité les rendant capables de travailler sans risques à proximité des opérateurs. Mais il faut s’intéresser à l’application sur le terrain de cette collaboration entre robots et humains. Fabricants de robots, intégrateurs, producteurs d’outillages et éditeurs de logiciels doivent rendre plus accessible encore la programmation de ce type de robots. Et travailler sur la mobilité : plusieurs projets porteront sur le développement de plates-formes motorisées pour permettre au robot collaboratif, ou cobot, de se déplacer. À terme, il devra être capable de détecter une baisse de cadence dans une ligne de production afin d’intervenir là où on a le plus besoin de lui. "Ensuite, ce qu’il restera à développer, ce sont les aspects de réalité virtuelle qui iront avec ces robots, afin d’être en immersion dans une usine virtuelle lorsqu’on conçoit ce type de collaboration homme-machine", complète Serge Nadreau, le directeur de l’activité robotique chez ABB France.

impression 3 D

Procédés de fabrication additive plus fiables et plus rapides, nouveaux matériaux, futurs outils logiciels… Chaque jour, des entreprises sont créées partout dans le monde pour développer l’impression 3 D. La France doit être présente dans cette course. Elle a des atouts et doit faire émerger des acteurs de poids. Parmi les pistes à suivre, la précision des machines, qui doit être améliorée afin d’éliminer les opérations d’usinage après fabrication. De même, les logiciels de conception doivent évoluer, afin d’aider les ingénieurs à se libérer des contraintes de la fabrication classique. "L’objectif, à terme, est d’aller vers des logiciels qui permettent de concevoir et d’imprimer n’importe où, n’importe quand", explique Frédéric Abitan le directeur de la division manufacturing pour l’Europe du Sud chez Autodesk.

Contrôle non-destructif

Moins connu du grand public, le contrôle non-destructif (CND) consiste à analyser une pièce sous toutes les coutures sans modifier ses caractéristiques fonctionnelles. Ce secteur n’a cessé d’innover au fil des années. Ainsi, la tomographie permet de mesurer des dimensions internes et le contrôle par ultrasons de détecter des fissures. Mais d’autres techniques restent à développer, notamment dans le domaine du contrôle par caméra. Dans l’aéronautique, par exemple, il peut être une bonne alternative au contrôle visuel pour répondre aux impératifs de montée en cadence de la production. Des travaux doivent être entrepris pour améliorer l’efficacité des algorithmes de traitement d’images. L’automatisation des contrôles est un autre axe de recherche. Un projet devrait voir le jour dans le domaine du contrôle de points de soudure par mesure de courant en automatique, par exemple.

Virtualisation et Internet des objets

L’internet des objets est attendu depuis longtemps dans l’industrie, mais il tarde à franchir les portes des usines. La partie technique existe : la plupart des machines sont déjà connectables, mais elles sont encore trop rarement connectées. Ce qui manque aux industriels pour tirer pleinement profit des promesses de l’internet des objets, ce sont les couches logicielles à rajouter au-dessus de ces machines. En particulier des logiciels pouvant détecter des tendances afin de prévenir les problèmes. Seuls la virtualisation et le cloud permettent de stocker toutes les données et de fournir la puissance nécessaire à des analyses mathématiques complexes. "Ensuite, il s’agira de proposer aux ingénieurs d’intégrer facilement dans leurs projets les données issues de l’utilisation des anciens produits", commente Thomas Svensson, vice-président pour l’Europe de l’activité ThingWorx chez PTC.

Composites

Dans les matériaux composites, nombreux sont les progrès à réaliser en matière de simulation, de développement de procédés de fabrication et d’assemblage, de contrôle avancé de ces procédés, de développement d’outillages… Sans compter le recyclage, qui prendra de plus en plus d’ampleur au fur et à mesure que des filières se mettront en place. Des programmes devraient concerner l’usage de résines thermoplastiques et la réutilisation des renforts issus du recyclage.

Frédéric Parisot

 
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