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Choisir un roulement intelligent

CHARLES FOUCAULT cfoucault@industrie-technologies.com

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Les roulements intelligents, indifféremment appelés aussi roulements instrumentés ou simplement roulements capteurs, ne se contentent pas d'assurer le guidage en rotation. Ils offrent également des fonctions de mesure grâce à l'intégration de capteurs. Leur utilisation, axée aujourd'hui sur l'automobile, devrait s'étendre à d'autres secteurs.

À QUOI ÇA SERT ?

Mesurer

En plus de permettre la rotation d'une pièce par rapport à une autre, les roulements instrumentés donnent des indications sur le mouvement en question. Les mesures concernent principalement la vitesse, le sens de rotation et la position. Les développements actuels intègrent des capteurs d'efforts, de température, de vibrations...

Informer ou contrôler

Les données mesurées, souvent sous forme de champ magnétique, sont transformées en un signal électrique (en tension ou en courant) ou en trains de bits (signal numérique). Ces informations servent, soit telles quelles d'indicateurs à l'utilisateur, soit traitées pour devenir des ordres (exemple : régulateur de vitesse).

Simplifier

Utilisés depuis quinze ans pour les systèmes ABS des voitures, les roulements intelligents font leurs premiers tours de roue dans l'industrie. Leur petite taille et leur côté deux en un simplifie la conception de la partie contrôle des produits contenant un axe rotatif à vitesse variable.

Choisir un roulement intelligent

COMMENT FAIRE SON CHOIX ?

Se poser les bonnes questions. C'est un produit sensible, il nécessite la définition d'un cahier des charges solide. Que faut-il mesurer et pourquoi ? À quelles vitesses ? Quelles accélérations subira le roulement ? Avec quelle résolution et quelle précision ? Saurons-nous utiliser les informations issues de ce capteur ? Quelle est la rigidité nécessaire du capteur pour son application ? Dans quel environnement ce composant va-t-il être intégré ?

Faire confiance à un partenaire. Il faut soumettre ces spécifications aux différents constructeurs. La proposition de solution technique comprenant la technologie embarquée, la transmission d'informations sans fil ou par câbles, les protections et le roulement lui-même, est de leur responsabilité.

Essayer en conditions réelles.

Une fois le roulement monté sur l'application finale, il est nécessaire de le tester dans toutes les situations qu'il pourra rencontrer dans son cycle de vie et de noter son comportement. Six mois d'essais sont parfois nécessaires.

LES PIÈGES À ÉVITER

Regarder par le petit bout de la lorgnette.

Une approche globale est nécessaire lors de la réflexion sur l'intégration d'un roulement intelligent : dans le calcul de retour sur investissement les gains en termes de maintenance doivent être pris en compte.

Croire que c'est simple

Malgré toutes les protections qui les entourent, plus ces roulements sont éloignés d'une source de champ magnétique, mieux ils se portent. Si un moteur se trouve à proximité, il faut penser dès la conception à isoler le roulement par un espace ou une plaque de fer doux (amagnétique). De nombreuses précautions sont aussi nécessaires lors du montage. Ces produits sont fragiles.

Demander systématiquement des produits spécifiques.

En essayant de réutiliser l'existant, l'augmentation des volumes du roulementier se transformera en une baisse du coût unitaire.

L'AVIS DE L'EXPERT

LAURENCE CHÉRILLAT

DÉLÉGUÉE GÉNÉRALE D'ARTEMA

« Les industriels doivent investir dans cette technologie. Elle est porteuse de fonctions supplémentaires et de valeur ajoutée : compacité, fiabilité, performance. Le roulement intelligent est un composant mécatronique qui a désormais fait les preuves de son intérêt. Nul doute qu'il va continuer à évoluer et à se loger dans un nombre croissant d'applications. »

L'ÉTAT DU MARCHÉ

Les trois quarts des 50 millions de voitures vendues par an dans le monde, sont désormais équipées en série de roulements de roues intelligents, ce qui représente un marché d'environ 150 millions d'unités par an.

En 2010, environ 15 % des roulements produits sont des roulements instrumentés. En 2015, la proportion devrait approcher les 30 % et surtout toucher de plus en plus de secteurs d'applications : automobile, mais aussi ferroviaire, matériel de BTP, machinisme agricole et toute la mécanique (machines de production, transmissions, moteurs, éoliennes...)

Pour l'instant, les roulements instrumentés industriels ne représentent encore que 1 % de cette production.

En France, seuls NSK, SKF, NTN-SNR Roulementset Schaeffler-Fag occupent le terrain des roulements-capteurs industriels. Koyo, du groupe Jtekt, et Timken en produisent aussi, mais respectivement pour les marchés japonais et nord-américain. Sources : NTN-SNR, SKF, Artema, CCFA

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