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Faire plus avec moins

François-Xavier Lenoir

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- Pour apporter de nouvelles fonctions sans grever les coûts, Valeo fait systématiquement appel à la mécatronique. Ce qui nécessite une organisation sans faille associée à une expertise bien rodée.

Pour satisfaire le client automobiliste, il faut sans cesse lui apporter de nouvelles fonctions, vrais progrès ou simples gadgets, néanmoins - paradoxe de la construction automobile - elles ne doivent presque rien lui coûter. Pour le constructeur, le prix de vente ne doit en aucun cas augmenter, le prix de revient non plus. Comment faire, dans ces conditions, pour augmenter ses parts de marché ? En innovant pour apporter, par un autre biais, plus de fonctions dans des conditions elles-mêmes plus économiques. Et pour cela, la solution qui s'impose est d'avoir des fonctions activées électroniquement. « Sinon, on sort de l'épure », note Guillaume Devauchelle, directeur R&D du groupe Valeo. Il faut donc, dès le départ, intégrer les éléments nécessaires à ces fonctions.

Le miracle de l'électronique est double. D'abord elle est de moins en moins chère. Mais, surtout, une fois le produit "électronisé", beaucoup d'opérations peuvent se résoudre par logiciel. Via le logiciel, en effet, la mécatronique permet d'élargir la vocation du produit à toutes les fonctions imaginables et de ne sélectionner que celles retenues, mais à moindre coût.

Faire évoluer les fonctions du produit

Dans ces conditions, la réalisation d'un siège à mémoire à 200 euros, voire moins, devient envisageable. Lorsque l'information est disponible grâce à un capteur et que l'action peut être effectuée avec un actionneur, tout devient possible dans la combinaison entre les deux, et cela par simple programmation logicielle. Cela est d'autant plus facile, fait remarquer le directeur R&D de Valeo, que « les mini- ou micromoteurs sont devenus moins chers que les électroaimants ». Résultat : il peut être moins coûteux de programmer des cycles avec des actions relatives complexes que d'offrir de simples séquences tout ou rien.

Autre exemple : les phares des automobiles. De l'éclairage statique, les voitures sont passées aux feux directionnels. Pour mettre du mouvement, il a suffi d'introduire un élément mécatronique. Si le phare est motorisé dans toutes les directions, on obtient à la carte des fonctions éclairage en virage, éclairage sur autoroute... Aujourd'hui, une étape de plus est franchie. On revient au statique mais avec des LED. Et grâce au logiciel, le faisceau lumineux "bouge" sans mouvement mécanique. On peut ainsi disposer d'un fonctionnement de diodes suivant un schéma déterminé, avoir un allumage retardé, une extinction retardée, un test d'ampoule, passer de la conduite à gauche à la conduite à droite... le tout sans coût supplémentaire. Mieux, dès que la réglementation aura été modifiée, il sera facile de disposer de formes plus pertinentes, avec un faisceau plus étroit, éclairant plus loin... Pour ces produits, il y a, chez Valeo, une équipe qui connaît l'optique et les plastiques. C'est elle qui se charge de l'introduction de l'électronique et de la lampe à xénon. Ce type d'équipe est capable d'intégrer fortement pour avoir un résultat optimal, c'est-à-dire pour faire évoluer les fonctions du produit.

L'électronique autorise la délocalisation des fonctions et ouvre le champ des possibilités. Ainsi, pour un déplacement, elle donne un choix : came ou électromagnétique ou piézo. Des opérations qui n'étaient pas réversibles le deviennent grâce au logiciel. L'évolution des commandes de climatisation montre bien le cheminement. Avant, il y avait des câbles et des cames, des positions manuelles 0, 1, 2. Tout le monde est passé au semi-automatique, à l'automatique, puis au multizone. Maintenant, on tient compte de la température du corps et l'on fait de la fusion de données pour réguler la climatisation en fonction du soleil.

Dans un autre domaine, le problème de dépollution peut être traité en jouant, par exemple, sur la rapidité de réaction comme c'est le cas avec la vanne EGR (Exhaust Gaz Recirculation). De même pour la gestion thermique du moteur, un thermostat peut faire gagner 1 ou 2 % de consommation. Des vannes mécatroniques dans un radiateur assurent le contrôle de la température. D'un système "on-off", on passe à un système complexe, plus "soft". « C'est un moyen de se rapprocher des limites de fonctionnement, améliorant de fait le rendement du moteur », remarque Gilles Le Calvez, directeur du centre d'expertise de Valeo.

La mécatronique s'introduit aussi dans le moteur, on parle alors de camless engine. Fini le bon vieil arbre à cames. Les soupapes sont commandées électroniquement. Et cela permet de résoudre une contradiction : alors que les moteurs sont très puissants pour répondre à de multiples besoins, ils sont souvent sous-chargés. Il n'est pas toujours nécessaire de disposer de 100 kW. L'idée est donc de remplacer l'arbre à cames par un point de fonctionnement. En ayant une cartographie des différents profils, il sera dès lors possible d'optimiser le fonctionnement interne des moteurs, éventuellement de supprimer des cylindres, le tout en ayant une meilleure combustion.

Depuis quatre ou cinq ans, cette approche mécatronique se généralise chez Valeo. Mais elle ne va naturellement pas de soi. Elle suppose d'abord que la technologie soit approuvée pour chaque projet. Dans chacun des cas, le profil de mission est difficile à décrire, et il conduit à des compromis. Souvent, d'ailleurs, les bons compromis se pérennisent dans le temps. Dans ce cas, il s'agit plus d'un processus continu, que d'une structure figée. C'est ainsi que les directions assistées hydrauliques sont devenues électro-hydrauliques, avant de devenir tout électrique, en attendant le by-wire.

Accompagner les équipes projets

Chaque équipe de développement est au plus proche du système et responsable de son métier. Les équipes projet bâtissent dans la durée. Il est évident qu'un bureau d'études habitué à la "monotechnique" a des difficultés à adopter une approche système. Les difficultés nécessitent de lever les différents cloisonnements, de résoudre les problèmes de formation. Dans cette nouvelle organisation, c'est la fin des certitudes.

Pour toutes ces raisons, les services études disposent, chez Valeo, d'un centre d'expertise susceptible de leur apporter une compétence mécatronique et des outils de simulation. Ce centre est, par exemple, en mesure de montrer comment intégrer de l'électronique et des actuateurs sur un projecteur. Il se situe à la croisée des chemins entre généralistes et spécialistes pour prendre en charge des spécificités. « À un certain moment, ce soutien ne sera plus nécessaire. De la même façon qu'il y a eu des équipes spécifiques CAO et qu'elles n'existent plus en tant que telles », explique Gilles Le Calvez, directeur du centre. Pour le moment, il faut revoir périodiquement les potentialités, le besoin des organisations pour répondre progressivement aux attentes. L'équipe mécatronique a une expertise transverse. La formation et l'accompagnement des équipes projets font partie de ses missions.

En matière d'évolution, « nous avons mis en place un processus glissant sur dix ans, explique Guillaume Devauchelle. Tous les ans, nous menons une réflexion structurée, avec les ingénieurs, le marketing..., pour décider de ce qu'on fait ». Les produits sont classés en trois catégories : P3, l'entreprise n'a pas pris de décision mais elle va financer un peu, pour voir. P2, elle a décidé d'y aller pour établir un standard interne. Il y a donc un contrat avec une entité recherche qui comporte une obligation de résultat. Reste P1. Là, le produit est déjà vendu.

L'ORGANISATION

- Le centre d'expertise électronique, à la disposition des services études, existe depuis 1999 et compte une centaine de personnes. - Un département mécatronique groupe a été créé, depuis 2001, pour des développements spécifiques. Il est fort aujourd'hui de dix personnes.

BDU UNE COSSE DE BATTERIE ASTUCIEUSE

Valeo a développé un interrupteur bistable pour courants forts, le PCS. - Le contact est actionné par un moteur électrique et une came, de façon à assurer une déconnexion sous haute tension et forte intensité. Le système présente les caractéristiques mécaniques et électriques de haut de gamme : absence de rebond, ouverture très rapide, protection thermique... Associé à des fusibles et à un capteur de courant, il devient la base du Battery Disconnect Unit (BDU) ou cosse de batterie intelligente. À un stade supérieur, le système devient une véritable unité de gestion et de déconnexion de la batterie, capable d'analyser et de prendre en considération toutes les situations. Points forts - Déconnexion très rapide de la batterie - Grande fiabilité, supérieure à 60 000 cycles - État de charge sous contrôle

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