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La pneumatique, pilier de la mécatronique

Propos recueillis par Mirel Scherer
La pneumatique, pilier de la mécatronique

- Le docteur Eberhard Veit, 42 ans, est, depuis 1997, membre du directoire de Festo, responsable du management stratégique de la technologie et des produits. Ingénieur de l'université de Stuttgart, il a gagné le Prix de l'innovation allemand en 2000 pour sa thèse "Aspirateur-Robot". Avant de rejoindre Festo, il a travaillé chez Märklin.

© Photo DR

- Plus d'une centaine d'innovations majeures dans le domaine de la pneumatique industrielle fleurissent, chaque année, du terreau que travaillent les équipes R&D de Festo. Microsystèmes embarqués, miniaturisation, intelligence déportée..., les défis technologiques ne manquent pas dans les vingt centres de développement que la société allemande a déployés à travers le monde.

Industrie et Technologies : La miniaturisation des composants d'automatisme pneumatique est une tendance forte. Cette course à la miniaturisation va-t-elle continuer ?

Eberhard Veit : Les pièces manufacturées deviennent, en effet, de plus en plus petites et les technologies d'automation profitent de cette tendance. Notamment dans les systèmes pneumatiques dont l'offre comporte aujourd'hui des microgammes. Exemples : les distributeurs miniatures, les micropinces ou les unités de service miniaturisées... Plus performantes que les produits classiques, ces solutions sont très prisées dans l'assemblage léger et la fabrication de composants électroniques.

Le phénomène ne fait que s'amplifier. Quand on regarde les produits toujours plus petits, plus rapides et plus intelligents que conçoivent nos clients - des sociétés comme Nokia, Philips ou Intel - on peut penser que les solutions pneumatiques d'automation devront s'adapter, en continuant cet effort de miniaturisation. Elles devront marier un fonctionnement dans des espaces extrêmement petits avec des durées de cycle plus courtes. Sans oublier une installation rapide et simple.

I. T. : L'intégration des fonctions est une autre tendance forte de la R&D dans la pneumatique. Pensez-vous que cette évolution changera la configuration de systèmes automatisés ?

E. V. : L'ajout de fonctions nouvelles est facilité par l'association de la technologie de microsystèmes avec celle de bus de terrains et de microcomposants pour former des ensembles mécatroniques. Intelligence décentralisée, flexibilité et précision accrue, une miniaturisation de plus en plus poussée, la réduction drastique de la consommation des matières premières dans la fabrication... sont les principales retombées des innovations qu'apportent, et continueront d'apporter, les microsystèmes dans le domaine de l'ingénierie mécanique.

Ces innovations vont nécessairement modifier la configuration des systèmes d'automatismes. Prenez l'exemple des robots Delta à cinématique parallèle. Ils révolutionnent les systèmes de manutention ainsi que la machine-outil. Ces systèmes mécatroniques présentent de nombreux avantages par comparaison aux systèmes cartésiens. Le tout en assurant une dynamique décuplée grâce à la réduction des masses en mouvement et à une rigidité plus forte fournie par une structure fermée. Cela n'est possible que par la mise en commun des savoir-faire dans le domaine pneumatique avec ceux du contrôle électronique de positionnement pour construire un nouveau champ de connaissances, celui de la mécatronique.

I. T. : Quels seront les bénéfices de ces nouvelles solutions ?

E. V. : Les installations industrielles parlent mieux qu'un long discours. L'usine de Getrag Ford Transmissions, à Cologne, en Allemagne, utilise un prototype de robot Delta pour le montage des boîtes de vitesses. Selon les responsables de cette usine, ce système à architecture parallèle assure des accélérations de plus de 50 m/s2 et des vitesses de 3,5 m/s qui rivalisent avec les performances d'une solution classique de type électrique. La réduction du temps de cycle est, dans ce cas, accompagnée par une intégration plus facile de nouvelles fonctions, une installation et une mise en oeuvre plus rapides, et par des coûts d'investissement et d'exploitation réduits.

Ces nouveaux types d'architectures élargiront le domaine d'application de solutions pneumatiques, en leur ouvrant l'accès à des applications réservées jusqu'ici aux seules unités de commande électriques et hydrauliques.

I. T. : Avez-vous prévu à ce titre une suite à cette invention étonnante qu'a été le muscle pneumatique ?

E. V. : De nombreuses installations industrielles ont effectivement besoin d'une solution capable d'assurer des mouvements sans friction, comme c'est le cas avec le muscle pneumatique. Nos équipes R&D pensent donc à une suite, et développent un prototype de "main pneumatique" basée sur ce muscle pneumatique. C'est une application avec des mouvements lents à vitesse constante. Une fois incorporé à un dispositif à frottement réduit, le muscle pneumatique peut être employé pour produire des mouvements à basse vitesse, et fournir une solution pour des applications telles que les marionnettes animées dans les parcs de loisirs et dans les théâtres. Une autre application du muscle pneumatique, c'est l'aide à la manipulation manuelle des charges lourdes.

I. T. : La mise au point des solutions décentralisées est un autre thème de recherche intéressant...

E. V. : L'intelligence déportée est indiscutablement un des acquis importants de la mécatronique, et elle ne cessera pas de se généraliser. Pour la simple raison qu'elle facilite l'installation des machines, réduit la complexité du câblage des systèmes de contrôle, et améliore le diagnostic et la maintenance. Des modules compatibles avec des réseaux Ethernet, qui font appel à des technologies multifonctionnelles, aux bus de terrain et sont capables de communiquer, via le Web, changent le visage des installations d'automatisme.

LES CHIFFRES CLÉS

La R&D chez Festo - 6,5 % du chiffre d'affaires de 1,22 milliard d'euros réalisé dans 176 pays - 20 centres de développement technologique à travers le monde - 2 800 brevets déposés (100 innovations majeures par an)

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