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Mécatronique : une complexité à maîtriser

Mirel Scherer
Mécatronique : une complexité à maîtriser

© D.R.

- Grand-Bornand, le 20 et 21 mai 2008. La mécatronique a de beaux jours devant elle, à condition de savoir l'aborder correctement. Compétences, outils, méthodes... beaucoup reste à inventer.

Beau succès pour les Rencontres européennes de mécatronique (EMM) organisées les 20 et 21 mai dernier dans l'amphithéâtre du Grand- Bornand (Haute-Savoie) par le Thésame et dont le thème principal a concerné les collaborations entre l'Europe et le Japon. Plus de 350 spécialistes de la mécatronique ont suivi les débats et ont visité les stands de l'exposition pour découvrir les derniers progrès de cette approche.

1. L'approche "système complexe" s'impose

Pour Jean-Claude Boehm, du Cetim (Centre technique des industries mécaniques), « la mécatronique n'est sans doute qu'au commencement d'un long chemin ». Car, précise le spécialiste, « on confond souvent encore l'électronique intégrée avec la mécatronique ». Son conseil : « il faut redéfinir complètement les objectifs, quitter les démarches parallèles de type "silos" dans lesquelles chacun se limite à sa spécialité. »

Cette idée du passage d'une conception séquentielle à un mode parallèle a fait l'objet d'un développement très intéressant de Marc Djaoui, le directeur marketing de National Instruments. Il a mis en avant les outils intégrés du fournisseur américain. « Il faut avoir un seul outil pour toutes les disciplines pour pouvoir réaliser un véritable prototype virtuel d'un produit », explique-t-il. Et donne pour exemple l'intégration de LabView de... National Instruments avec le logiciel SolidWorks.

Les débats du Grand-Bornand ont en tout cas démontré que dorénavant les développements de nouveaux produits ne se cantonneront plus à l'intégration de l'électronique avec la mécanique et l'informatique. D'autres technologies viendront s'ajouter à cet empilement très complexe.

Président du Thésame, Fernand Peilloud, a insisté, lui, sur la dimension "projet d'entreprise" de cette démarche. « Organisation matricielle, implication des services achats... il s'agit d'une véritable mutation destinée à transposer l'esprit start-up dans les industries matures. Il faut donc faire tomber les murs, réfléchir sur les nouveaux métiers concernés, fédérer les experts dans les différentes disciplines et ne pas oublier l'écoconception... »

2. Les PME entrent dans la danse

Autre tendance irréversible : la mécatronique fait tache d'huile et ne concerne plus seulement les grandes entreprises. Les PME aussi cherchent à en profiter. « La moitié de notre activité est constituée de produits spéciaux codéveloppés avec nos donneurs d'ordres », expliquait aux conférences Françoise Pfister, la directrice générale de Siam Ringspann. Spécialisée dans la conception et la fabrication des transmissions de puissance et de produits de serrage de précision, la société est passée à la mécatronique avec la mise au point d'un système de surveillance de couple électronique. Un véritable cas d'école avec équipe pluridisciplinaire et suivi attentif du projet par la direction générale. Moyennant quoi, les ingénieurs ont développé un capteur de couple sans contact capable de mesurer en continu l'effort de traction. Le système compare la valeur réelle à celle théorique grâce à un logiciel d'analyse et d'anticipation sur PC. « Le succès du produit destiné aux machines coûteuses (presses, bancs de test automobiles, etc.), breveté et primé au salon Mecanelem, a été immédiat », remarque la responsable. « Il nous manquait cependant un chaînon dans la chaîne d'information : la liaison entre le produit et le procédé que l'utilisateur considère toujours comme confidentiel. » Un fossé rempli grâce à l'apport de la société allemande Acida spécialisée dans la surveillance de procédé et qui commercialise actuellement ce produit. « Attention toutefois au déploiement de compétences et d'énergie, énormes pour une PME », conseille toutefois la spécialiste. Un conseil à retenir...

3. Les produits et les outils du futur

Les industries automobiles et aéronautiques restent les moteurs du développement mécatronique mais d'autres domaines sont demandeurs. Un exemple : le projet CaptoCom développé par un consortium dont SNR Mechatronics est partie prenante. « Le système sera disponible vers 2012 ou 2013 et permettra aux capteurs de s'alimenter grâce à l'énergie ambiante », explique René Nantua, le directeur de SNR Mechatronics. Avec de multiples applications dans les trains à grande vitesse, les machines tournantes, la domotique...

Quelques outils de développement verront également le jour pour faciliter la tâche des mécatroniciens. « Actuellement, l'un des freins majeurs, est l'absence d'outils de simulation multidomaine », soulignent Denis Barbier, de Valeo et Daniel Marson, de Dassault Systèmes. Pas pour longtemps car une trentaine de partenaires - Renault, Valeo, Dassault Systèmes, Cedrat, Safran, EADS, Thales... - travaillent à la mise au point d'une plate-forme comportant des outils de modélisation et de conception mécatronique. Mené sur trois ans avec un budget de 12 millions d'euros, le projet O2M vise le regroupement dans une seule solution des outils nécessaires pour réaliser un projet mécatronique. Indispensable pour éviter la perte d'informations et étendre les outils de modélisation 3D, très utilisés dans la conception mécanique, à celle de l'électronique. « La mise à disposition de cette plate-forme améliorera de 30 à 50 % l'efficacité de la conception et par un facteur de 5 à 10 la qualité de produits complexes », estimaient aux conférences les deux spécialistes.

Évidemment, l'automobile et l'aéronautique continuent d'être des domaines d'application de prédilection des systèmes mécatroniques, de véritables fers de lance. Exemple : le développement lancé par SKF en collaboration avec Airbus d'actionneurs de forte puissance. Objectif : remplacer l'hydraulique par l'électrique, bref, réaliser le concept power by wire. Avec le test grandeur nature début 2009 d'un premier système de ce type. Des sauts technologiques considérables en perspective qui supposeront, selon Thierry Robin, responsable de ce développement chez SKF, entre autres, la création de nouvelle usines et filières logistiques.

Pour Dominique Lhotellier, chargé de technologies de puissance électrique/électronique à la direction de la recherche de Renault, l'intérêt de la mécatronique ne fait plus débat. « Les systèmes automobiles s'électrifient de plus en plus, avec toujours de nouvelles pièces à loger dans un même espace, alors il faut toujours imaginer des solutions originales », insiste le spécialiste du constructeur d'automobiles. Et l'environnement sévère du moteur (vibrations, température) ne facilite pas les choses. Les matériaux utilisés ne cessent de se sophistiquer pour remplir deux ou trois fonctions à la fois.

ENTENDU À LA CONFÉRENCE

La mécatronique influence toute la chaîne de valeur, même le fournisseur de la matière première est concerné. » Dominique Lhotellier, direction de la recherche de Renault

VU À LA CONFÉRENCE

Pour stopper les fuites > Le système d'étanchéité (un joint antifuite) conçu par Freudenberg Simrit est destiné aux éoliennes mais il trouvera sans doute d'autres applications car il peut aussi servir aux navires ou aux machines agricoles.

Pour consommer moins d'énergie > Ensemble mécatronique, le moteur/convertisseur Movigear de SEW Usocome réduit la consommation d'énergie électrique de 31 % (si on compte 0,08 E/kWh, cela représente quelque 1 550 E/an).

Pour améliorer le freinage > L'actionneur linéaire pour freins électromécaniques imaginé par NTN accumule les atouts : il est plus compact, plus fiable et plus léger.

Pour les microapplications > Les solutions de microgénération d'énergie pour capteurs sans fils proposés par Arveni ont un objectif ambitieux : atteindre les 50 % d'efficacité énergétique d'ici à un an. Ici partie blanche de l'ensemble.

CYCAB, LE VÉHICULE ÉLECTRIQUE EN LIBRE-SERVICE

- Présenté aux journées EMM, ce véhicule reprend l'idée du vélo en libre-service, l'actionnement électrique en plus et un design adapté. Développé dans le cadre du pôle de compétitivité Viameca, le Cycab est un concept de véhicule imaginé à l'Inria en 1999. D'une longueur de 1,90 m, large de 1,20 m, il peut transporter deux personnes à une vitesse de 30 km/h. Son autonomie est de deux heures. Reste maintenant à l'industrialiser...

LES STANDARDS VERRONT-ILS LE JOUR ?

- Initiative française, la standardisation mécatronique semble être sur les rails. « L'objectif est de mettre en place des documents, des normes et des guides de conception spécifiques à la mécatronique », explique Olivier de Gabrielli, directeur associé du Thésame. Selon lui, « ce travail est indispensable pour mettre de la cohérence dans une démarche développée de manière quelque peu chaotique. » Un projet de standard européen serait ainsi de la plus grande utilité. Rendez-vous à la fin de l'année pour en savoir plus sur l'avancement de ces travaux...

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