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L'irresistible Attrait de la mecatronique

Mirel Scherer

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- L'arrivée en force du logiciel pour épauler le couple mécanique-électronique relance l'intérêt pour la mécatronique et lui ouvre d'immenses perspectives. Elle est aujourd'hui devenue une ardente obligation.

Poussée sur le devant de la scène par le formidable essor de l'électronique, la démarche mécatronique connaît une nouvelle jeunesse. Une effervescence qui s'explique par un autre progrès fulgurant : celui de l'informatique. Grâce à elle, la mécatronique dépasse aujourd'hui la simple électronisation de produits mécaniques, qui a marqué ses premiers pas. « Le saut qualitatif, fait par les entreprises qui appliquent cette démarche, est incontestable. Ces entreprises, grandes ou petites, ont compris que la mécatronique exige de penser les produits et les procédés de manière transverse », note André Montaud, directeur de Thésame, le pôle mécatronique d'Annecy, en Haute-Savoie.

Les perspectives du traitement intelligent

De fait, il s'agit désormais de marier la mécanique avec l'électronique et l'informatique. L'arrivée du logiciel dans cette approche marque, en fait, une nouvelle étape : celle du traitement intelligent, qui ouvre des perspectives presque infinies. Dans ces conditions, la création d'options peut se faire à coût marginal. « C'est l'occasion de gagner de nouveaux marchés, sous réserve d'avoir bien informé les commerciaux sur ces produits d'un nouveau genre », souligne André Montaud. Pour lui, cette mécatronique fait « éclater les murs » entre les départements d'une entreprise. « Encore faut-il l'aborder correctement et commencer par une écoute attentive du besoin du client », conseille-t-il. Une condition sine qua non de réussite, tout aussi importante que la technologie employée.

Autre leçon : le rôle, essentiel du meneur de l'équipe. « Le pilotage est, ici plus qu'ailleurs, le rôle d'un chef d'orchestre et non d'un virtuose. Les compromis sont permanents pour arriver au meilleur équilibre ! » Moyennant quoi, l'avenir peut se révéler radieux et s'avérer source de profits.

Les entreprises qui sont passées à l'acte ont bien reçu ces messages, comme le démontrent les cinq exemples que nous avons retenus. Mais, plus que de mécatronique, il faudrait peut-être parler de "mécatroniques", car chaque entreprise aborde le sujet à sa manière. Bien sûr, toutes associent, ou envisagent d'associer, un moyen de saisie d'une grandeur physique (souvent un capteur), un système de traitement de données et un organe de réaction (moteur, actionneur ou autre effecteur) dans son équipement mécanique. Cependant leurs motivations sont variées.

Une grande variété de mises en oeuvre

Certains, comme Festo, y sont venus naturellement et ont plutôt tendance à monter en puissance dans l'intégration. D'autres, comme Poclain Hydraulics, utilisent l'électronique pour contraindre la mécanique, en l'occurrence les pompes et la distribution, à suivre les courbes de fonctionnement les plus favorables, et aussi pour offrir à leurs clients des fonctions à la carte. Pour d'autres, comme Valeo, la mécatronique devient un moyen d'ajouter des fonctions de confort, de sécurité et d'aide à la conduite, tout en diminuant les coûts globaux. Chez l'équipementier automobile, les résultats obtenus sont si positifs et l'avenir s'annonce tellement prometteur que tous les produits sont progressivement touchés.

Les constructeurs des secteurs automobile et aéronautique mettent, eux, la mécatronique au service du X-by-wire (le tout électrique) en souhaitant, par cette approche, remplir les fonctions essentielles à bon compte. Ils pensent ainsi éliminer beaucoup d'organes devenus inutiles et, parallèlement, augmenter le nombre de fonctions, tout en réduisant les coûts. La solution remplace en effet les organes de transmission mécaniques et hydrauliques par des conducteurs électriques, plus légers et moins nombreux. Au passage le confort de conduite est amélioré grâce à la réduction des efforts de manoeuvre. De plus, la communication entre les différents organes (direction, freins, suspensions, capteurs de distance, radars anticollision...) pallie d'éventuelles défaillances du conducteur.

Mécaniciens hors pair, les fabricants de roulements SKF, SNR, NSK et autres FAG & INA, disposent, selon les cas, de compétences réparties par domaine d'application (SKF) ou d'un centre de compétences (SNR). Mais tous proposent désormais des produits qui intègrent les trois technologies : mécanique, électronique, informatique. Illustration avec un exemple choisi parmi les nombreuses solutions de SKF : le roulement instrumenté insensible aux champs magnétiques externes. Ce produit est destiné aux moteurs électriques à courant alternatif à haute puissance utilisés pour actionner les gros convoyeurs, les escaliers mécaniques, les ascenseurs, les chariots d'aéroport... NSK, lui, a même été primé par Volkswagen pour ses roulements de moyeux de roue. Chez FAG & INA, cette démarche estampillée X-life, est censée améliorer la rentabilité et la fiabilité des roulements. Ils offrent une durée de vie prolongée de 70 % pour la même charge par rapport aux produits précédents. Ou la même durée d'utilisation, mais pour une charge plus importante.

Des perspectives pour la mécanique

D'autres mécaniciens ou électromécaniciens font état de leur expérience mécatronique, comme le fabricant de moteurs MDP, qui a mis en place des équipes d'ingénierie complémentaires. Le groupe allemand SEW Usocome a, lui, mis en oeuvre cette démarche dans ses 50 usines à travers le monde. Il accompagne ses systèmes d'entraînement électromécaniques de solutions de pilotage électronique et de programmation. Sa force : une offre globale qui comporte aussi bien les réducteurs, que les moteurs et l'électronique associée. « Étendre les possibilités de la mécanique, c'est l'un des bénéfices importants que les utilisateurs peuvent tirer de la mécatronique », affirme Christian Sibileau, responsable de la communication de la filiale française.

L'entreprise ne dispose pas de division spécifique, mais ses bureaux d'études - mécanique, électronique, automatisme - ont fusionné pour pouvoir développer des produits intégrés et cohérents. Des travaux épaulés aussi par un centre de recherche et développement qui emploie quelque 400 personnes. Le résultat : un produit mécatronique qui associe un variateur de vitesse, une boîte à bornes et un bus de terrain, toutes les composantes étant développées en même temps.

Cette démarche a donné naissance à des innovations importantes, comme le système de transmission d'énergie sans contact Movitrans, mis au point, il y a deux ans, par SEW en appliquant le principe d'induction magnétique aux systèmes d'entraînement. Ce système ne répond pas seulement à un besoin du marché, celui de la réduction, voire de l'élimination, du câblage. Il ouvre aussi aux utilisateurs, en l'occurrence les constructeurs de machines, des nouvelles perspectives pour améliorer la productivité. Réduction du coût d'investissement mais aussi de l'entretien (les frottements de câbles peuvent provoquer des dégâts importants), liberté de mouvement, vitesses améliorées... les gains peuvent être conséquents.

Elle est devenue une "ardente obligation"

« La démarche mécatronique change la méthode de développement des nouvelles machines-outils », insistait François Chevalier, chef de produits entraînements chez Siemens Automation & Drive, au forum mécatronique du salon Industrie 2004. La conception multidisciplinaire et les corrections facilitées par le prototypage virtuel réduisent sensiblement le temps de conception d'une machine. Une approche qu'il illustrait avec une structure très complexe de machine à architecture parallèle : un Tripode.

L'attrait de la mécatronique ne se dément pas. Elle devient, pour les uns, une « ardente obligation », pourd'autres, « un passage obligé », voire « un impératif ». Même les PME s'y mettent, encouragées par le pro gramme Jessica IV. Pour l'ensemble des industriels, le processus d'intégration mécatronique a de beaux jours devant lui. « On est passé des éléments individuels à des technologies juxtaposées, mais l'objectif ultime c'est leur fusion en un seul ensemble », annonce Christian Sibileau, de SEW Usocome, qui montrera à la prochaine Foire de Hanovre un produit qui présage cette évolution.

Mais, comment réaliser cette fusion idéale ? Ce dossier espère apporter des éléments de réponse. S'ils ne suffisent pas, les 3es Rencontres européennes de mécatronique, organisées par le Thésame fin juin à Annecy, vous fourniront des compléments d'information...

SOMMAIRE

1. SNR Mechatronics Un centre de compétence au service du groupe P. 58 2. Poclain Hydraulics Tout a changé P. 60 3. Schneider Electric Exploiter au mieux de multiples savoir-faire P. 62 4. Delta Equipement La PME métamorphosée P. 64 5. Valeo Faire plus avec moins P. 66

MÉCATRONIQUE ?

- Néologisme formé en 1969 par un ingénieur de Yasukawa, le terme concerne une démarche qui regroupe les savoir-faire mécanique, électronique et informatique pour concevoir des produits plus performants, plus compacts et moins onéreux. Exemples : les suspensions actives, les robots, les véhicules à guidage automatique...

CINQ PÔLES POUR LA MÉCATRONIQUE

Formation, veille technologique, recherche, ils développent la mécatronique en France - Le plus actif, Thésame, est lié à l'université de Savoie à Annecy. Il inclut l'organisation d'événements, de la communication et une dimension européenne. - Le pôle du Mantois est une émanation de l'université de Versailles et de Saint-Quentin-en-Yvelines, qui comprend l'IUT de Mantes. Il est soutenu par la FIEV (Fédération des industries des équipements pour véhicules), Valeo, Bosch, Thales, notamment, ainsi que par Renault. - Le pôle du Creusot-Montceau-les-Mines, regroupe l'IUT de Bourgogne pour la formation et le CEREM pour la recherche. - Un pôle en Pays de Lorient, soutenu par Jessica Ouest. - Le pôle Mécatronic Seine-Amont regroupe une vingtaine d'entreprises, plus l'École centrale de Paris, le Cetim, l'Ensam.

UNE OFFRE DE FORMATION ABONDANTE

- ENS Cachan - département mécatronique - ENSIL - université de Limoges - Université de Savoie -TETRAS - Université de Bourgogne - IUT Le Creusot - ENIB (École nationale d'ingénieurs Brest) - École centrale de Paris - École centrale de Lyon - Insa Lyon - Supméca et Ensea... - etc. Pour en savoir plus : www.thesame-innovation.com

ANDRÉ MONTAUD, directeur de Thésame "LES 7 PÉCHÉS CAPITAUX À NE PAS COMMETTRE"

1. Ne pas engager résolument l'entreprise dans une démarche mécatronique. Le pilotage au plus haut niveau de l'entreprise est, dans ce cadre, essentiel. 2. Oublier de préciser la raison du choix. Cherche-t-on la réduction des coûts, le développement de nouvelles fonctions clients ou des moyens de se protéger de la contrefaçon ? 3. Négliger la phase d'avant-projet. Cette phase est plus importante que dans un projet classique car le nombre de possibilités offertes est infini. 4. Concevoir de manière séquentielle. La démarche mécatronique nécessite de penser le produit - mécanique, électronique, capteurs... - dans son ensemble. 5. Choisir un chef de projet expert de l'une des technologies mécatroniques. Il faut absolument éviter de regarder le projet avec un oeil de mécanicien ou d'électronicien. 6. Ne pas préparer les ateliers. Intégrer du montage électronique dans un atelier de mécanique, ou inversement, ne se fait pas sans douleur. 7. Ne pas former les forces de vente. Un produit mécatronique a des potentialités importantes de par son "intelligence embarquée".

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