IT997 by INFOPRO DIGITAL

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www.industrie-techno.com

production

extension du domaine du réel PAGE 24

une homme, une techno PaGE 4

cahieR technique PaGE 57

Il a inventé la batterie lithium-ion

Bio-impression 3D

Rachid Yazami, directeur de recherche au cNrS et Start-upper

cap suR la fabRication d’oRganes

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edito

Mauvais élèves?

thomas gogny pour it

e terme est entré en politique par effraction, et en toute impunité. nous sommes désormais habitués à entendre parler de la « pédagogie » dont font preuve nos dirigeants, ou ceux qui aspirent à le devenir, pour expliciter leurs projets ou leurs actions. si nous ne sommes pas d’accord, ce ne peut être en somme que parce que nous n’avons pas bien compris. Qu’il soit sincère ou feint, le présupposé est insupportablement condescendant, et fait peu de cas du débat démocratique. Dans le domaine de la technologie aussi, la nécessité de « faire preuve de pédagogie » est parfois invoquée, face à d’éventuelles réticences. par exemple, lorsque l’on envisage de déployer de nouveaux équipements, qu’il s’agisse de compteurs Linky ou d’antennes-relais, de faire évoluer des infrastrucDiffuser une expertise tures existantes, comme notre parc nucléaire ou l’architecture et les lois de gestion des flux d’interne balaie pas net, ou encore de favoriser tel ou tel domaine d’intoute contestation. novation via un financement public, comme les nanotechnologies ou l’intelligence artificielle. il arrive même que la « pédagogie » devienne un autre nom du lobbying, lorsque des groupes animés par un intérêt économique commun se mettent en devoir d’expliquer les bienfaits d’une nouveauté pour éviter qu’elle ne fasse l’objet de la moindre restriction. Croire que diffuser une expertise suffira à balayer toute contestation, c’est oublier que les opposants à une technologie disposent souvent d’un bon niveau de connaissances techniques à son sujet. surtout, leur défiance ne porte pas nécessairement sur ses seuls risques, mais aussi sur le fait qu’elle pourrait changer notre rapport au monde. un point sur lequel ils rejoignent finalement ses promoteurs ! mieux vaut sans doute en faire le point de départ d’un dialogue ouvert, plutôt que de miser sur des arguments d’autorité. ●

indUStrie & technOLOGieS N° 997 aVriL 2017

MurieL de vericourt rédactrice en chef

mdevericourt@industrie-technologies.com

un homme, une techno

Rachid Yazami invEnTEuR dE la baTTERiE liThium-ion

Il a révolutionné le stockage d’énergie

’est dans un petit hôtel proche de la Gare de Lyon que Rachid Yazami nous a donné rendez-vous. Le chercheur franco-marocain, miraculeusement disponible entre deux vols, est un habitué du lieu. De là, il prend le train pour retourner voir ses anciens collègues de l’INP Grenoble. Là-bas, il y a 37 ans, celui qui est alors étudiant en première année de thèse a mis au point le principe de la première batterie lithium-ion… commercialisée seulement dix ans plus tard par Sony. Depuis, les batteries lithium-ion ont conquis 100 % du secteur de l’électronique portable et plus de 95 % de celui des véhicules électriques, hybrides compris. Elles sont aussi appelées à jouer un rôle central dans le stockage de l’électricité renouvelable. L’inventeur, lui, est à présent directeur de recherche au CNRS détaché à Singapour, et crée des collaborations tous azimuts. Aujourd’hui à la tête de deux start-up, Rachid Yazami n’a

un poumon en graphite le fonctionnement d’une batterie lithiumion rechargeable résulte de la capacité de chaque électrode (électrode positive à gauche sur le schéma ci-contre et négative à droite) à intégrer dans sa structure les ions lithium (en violet). le couplage d’une membrane poreuse avec une anode en graphite (en noir) et un électrolyte liquide, permet de faire réagir les ions lithium avec le graphite, de sorte qu’ils s’insèrent de manière réversible dans sa structure en feuillets. lorsqu’il entre ou ressort de la cathode ou de l’anode, un ion lithium récupère ou donne respectivement un électron, permettant ainsi la circulation d’un courant électrique entre les deux électrodes.

eu de cesse de «marier» des laboratoires entre eux et a conseillé BMW, Boeing, Tesla, Huaweï, ou encore la Nasa, en Californie, sur les batteries des robots de la mission Mars Exploration Rover. En novembre 2016, le franco-marocain a été invité par le roi du Maroc lui-même à l’occasion de la COP22, qui s’est tenue à Marrakech. Une faculté à dresser des ponts qui se nourrit sans doute de sa curiosité dans les domaines les plus variés. Enfant, ce natif de Fès prélevait déjà des roches de cette région montagneuse pour les faire examiner par son professeur de sciences naturelles. Plus tard, cette curiosité le guidera vers un parcours scientifique, et sera le moteur de son travail, avec l’innovation en ligne de mire.

Le graphite, jusqu’ici toujours noir, est devenu doré en réagissant avec le lithium

L’homme n’oubliera jamais ce jour où étant thésard, il parvient à insérer des ions lithium dans du graphite. En cette fin des années 1970, la communauté scientifique rêve en effet d’une nouvelle génération de batteries rechargeables autrement plus performantes que les batteries au plomb ou au nickel existantes.Elle se focalise sur un matériau de rupture pour concevoir l’anode, le lithium-métal. Dans ce contexte, la thèse de Rachid Yazami porte sur la conception d’une cathode à base de graphite avec laquelle il faudrait réussir à faire réagir des chlorures métalliques. Avant d’essayer à son tour, l’apprenti-chercheur veut étancher sa curiosité, et essaie en substituant le chlorure par des ions lithium. Comme prévu, les ions rentrent sans réagir et le graphite gonfle de près de trois fois sa taille. Encore sur sa faim, le thésard emprunte à un ami chimiste un échantillon de la nouvelle membrane en polymère conducteur sur laquelle il travaille, pour remplacer l’électrolyte organique liquide. « C’est un de mes souvenirs les plus importants, s’enthousiasme Rachid Yazami. Le graphite, jusqu’ici imperturbablement noir, est devenu doré. Cela signifiait que le lithium était entré entre les couches et avait réagi avec le graphite!» L’opération inverse fonctionne aussi: dès lors, une anode en graphite utilisée avec des ions lithium et une membrane pourrait être la base d’une nouvelle batterie rechargeable. Conscients de l’importance de la découverte, l’apprentichercheur et son directeur de thèse décident de breveter… «La suite est un beau ratage de la recherche française. Nous avons envoyé un rapport à l’office des brevets et contacté

d.R.

En ayant le premier l’idée de coupler une anode en graphite et des ions lithium, Rachid Yazami a inventé le principe même des batteries lithium-ion rechargeables. Trente-sept ans plus tard, le chercheur s’active encore à en améliorer les performances et la sécurité.

Rachid Yazami

Pascal GuiTTET PouR indusTRiE ET TEchnoloGiEs

Electro-chimiste francomarocain diplômé de l’iNP Grenoble, Rachid Yazami est directeur de recherche au cNRS détaché à l’université technologique de Nanyang à Singapour (NTU). Lauréat du prix charles Stack draper de la National academy of Engineering (NaE) en 2014 pour l’invention des batteries lithiumion. il est aussi à la tête de deux start-up : KVi et Lilicell. il présente une image en microscopie optique d’une électrode en graphite avec laquelle réagissent les ions lithium, progressivement de la gauche vers la droite.

Saft pour leur proposer la licence de la technologie. Nous voulions leur demander de financer des recherches plus poussées en contrepartie.» Contre toutes leurs espérances, Saft ne suit pas : l’anode en graphite stocke trop peu d’énergie face aux promesses qu’offre l’anode en lithium. Le dossier est enterré, et la découverte fait l’objet d’une publication qui passe inaperçue pendant dix ans. Le vent tourne en juillet 1990. «Des rumeurs circulaient sur la présentation par Sony d’une batterie au lithium rechargeable. J’ai contacté l’un de mes anciens étudiants, recruté entre-temps par la firme japonaise. Il me passe son patron: «Je ne peux pas vous parler au téléphone, venez nous voir». Je me retrouve alors chez Sony, assis devant tous les hauts responsables. Le directeur de la technologie s’adresse à moi: «Monsieur Yazami, vous êtes le premier à apprendre cela. Nous allons commercialiser, en septembre, une batterie rechargeable au lithium. Et nous utilisons, pour cela, votre anode.» Ce que Saft avait dédaigné, Sony était allé le chercher parmi les milliers de publications. Et en a fait l’un des produits emblématiques de ce début de siècle!

INDUSTRIE & TECHNOLOGIES n° 997 AVRIL 2017

Rachid Yazami, lui, a fait fructifier le produit de son innovation. Le chercheur est aujourd’hui à la tête de deux start-up au fort potentiel de rupture. La première, KVI, s’attelle à concevoir une puce électronique capable de d’évaluer l’état de «santé» d’une batterie. La seconde, Lilicell, s’attaque au temps de recharge. «L’idée est de recharger une batterie aussi vite qu’un réservoir d’essence. Pour cela, il faut changer sa structure et passer à une électrode liquide. On pourrait alors vider et remplir la batterie pour la recharger.» À 63 ans, Rachid Yazami ne songe pas à la retraite. Pas plus qu’il ne souhaite arrêter le football, dont il est un amateur insatiable. Sa dernière contribution? «Elle a débuté dans un avion, s’amuse le chercheur. J’ai constaté que les consignes de sécurité en cas d’inflammation de la batterie d’un téléphone mobile ne convenaient pas. J’ai donné ma carte à l’hôtesse et depuis, le responsable de la sécurité d’Air France m’a recontacté.» ● cc PhiliPPe Passebon ppassebon@industrie-technologies.com

sommaire

tendances

aéronautique

Drones : à chacun son métier ! PAGE 8

nucléaire

Un scanner pour les zones irradiées PAGE 10

transports

La voiture volante d’Airbus PAGE 12

Biomimétisme

Pas si bêtes ! PAGE 14

aéronautique

Immersion virtuelle pour les contrôleurs aériens PAGE 15

automoBile

Sedric, le concept autonome de Wolkswagen PAGE 16

en couverture

production Des monDes virtuels pour l’inDustrie Les applications industrielles de la réalité virtuelle et augmentée se multiplient, surfant sur la vague des casques et lunettes dont les technologies sont arrivées à maturité en 2016. Aux industriels, à présent, de s’approprier ces nouveautés, et de les intégrer à la transformation de l’usine traditionnelle vers l’usine du futur. page 24 technologies

Les portes du monde industriel PAGE 26

Coment l’Hololens fait son cinéma PAGE 27

roBotique

Un bipède tout terrain PAGE 19

industrie-techno.com

Au-delà du réel… conception

Vers la fin des maquettes

prospective

PAGE 22

en pratique

Adoptez la réalité augmentée pour vos procédés PAGE 38

PAGE 32

Le prototype en bois devient virtuel PAGE 33

Les dix innovations de rupture selon le MIT

Chez GRTgaz, les nouvelles recrues s’exercent sans risque PAGE 37

production

PAGE 20

PAGE 36

innovations

PAGE 30

Quand l’hologramme devient solide

Formation

Des casques pour appréhender la dure réalité

En couverture : installation de « réalité virtuelle » du bureau d’études de Dassault Aviation à Saint-Cloud

Pour s’abonner www.industrie-techno.com/abonnement Déja abonné abo@infopro-digital.com - 01 77 92 99 14

Immeuble Antony Parc II 10, place du général de Gaulle BP 20156 92186 Antony Cedex Tél. : 01-77-92-92-92 Fax Rédaction : 01-77-92-98-51 Fax Publicité : 01-77-92-98-50 Une publication de Pour joindre vos correspondants, composez 01-77-92, suivi des quatre chiffres entre parenthèses indiqués après chaque nom.

Président directeur général Julien Elmaleh Directrice générale déléguée Isabelle André Directeur du pôle industrie Pierre-Dominique Lucas

produits

RÉDACTION Directrice des rédactions Christine Kerdellant (9483) Directrice adjointe des rédactions Anne Debray (9251) Rédactrice en chef Muriel de Vericourt (9957) Directeur artistique Eudes Bulard (9501) Assistante de la rédaction Farah Charfi (9425) Design, formation, stratégies et politiques d’innovation Aurélie Barbaux (9470), rédactrice en chef déléguée Numérique, électronique, informatique, automobile Séverine Fontaine (9440), chef de rubrique actualités . Énergie, environnement, électrotechnique et sécurité Philippe Passebon (9481), Nouveaux produits Laurent Rousselle (9435) ONT COLLABORÉ À CE NUMÉRO Marina Angel, Robin Lambert, Guillaume Lecompte-Boinet et Pauline Orban

production

Les usines adoptent la réalité augmentée progressivement PAGE 42

nouveautés

Sélection de produits classés en 7 secteurs de référence PAGE 46

ÉDITION Secrétariat de rédaction Nicole Torras (9493), première secrétaire de rédaction Maquette Sylvie Louvet (9624), rédactrice graphiste Service Photo Jean-Louis Salque (9484) et Marielle Toupance (9486) Infographie Florent Robert (9495) COMMERCIAL Directrice commerciale du pôle Industrie Béatrice Allègre (9362) Directrice de clientèle Flora Morel (9361) Directeur de clientèle Piero Tomassi (9578) Régions Thierry Borde, directeur (04-72-84-27-54) Est Clarisse Michel (03-88-84-36-06) Allemagne/Suisse/Autriche : Thomas Hugues (9536) Benelux : Huson International Media (Rodric Leerling) +31 (0) 229 841 882 Grande-Bretagne : Huson International Media (Stuart Payne) +44 (0) 1932 564 999 États-Unis : Huson International Media +1 212 268 3344 Espagne : B2B Communication (Juan Jose Bellod) +34 91 319 8177 Espace Industrie - Contact Industrie - Service publicité Flora Morel (9361) La direction se réserve le droit de refuser toute insertion sans avoir à justifier sa décision.

cahier technique

CONFÉRENCES-EVÉNEMENTS (9290) ADMINISTRATION-GESTION Directeur administratif et financier Stéphane Deplus (9402) Responsable juridique Mireille Monnier (9744) Directeur des affaires sociales Frédéric Sibille (9444) Directrice fabrication et achats Fabienne Couderc (9314)

imprimer Des tissus BioloGiQues Le dépôt en trois dimensions, avec un contrôle de la structure ﬁnale, de matériaux biologiques contenant des cellules vise à obtenir des tissus vivants, dotés de fonctions biologiques spéciﬁques. PAGE 57

déBat nucléaire

Faut-il prolonger la durée de vie des centrales ? PAGE 66

INDUSTRIE & TECHNOLOGIES N° 997 AVRIL 2017

MARKETING, DIFFUSION-ABONNEMENTS Directeur Guillaume de Corbière Directrice Marketing direct et diffusion Laurence Vassor Marketing direct abonnements Carole Hardy Gestion abonnements Nadia Clément TARIFS ABONNEMENTS France (TVA 2,10 %) 1 an : 229 euros TTC Etudiant 51 euros TTC (sur justificatif) Etranger nous consulter Règlement à l’ordre d’Industrie et Technologies Pour l’UE, préciser le numéro de TVA intracommunautaire Librairie (vente des numéros déjà parus et des annuaires) Annuaires (TVA 5,5 % incluse) « L’Atlas des usines » : 230 euros TTC (papier) 650 euros (format xls) Numéro de commission paritaire : 0617 T 81775. Numéro ISSN: 1633-7107. Dépôt légal : à parution. Impression : Imprimerie de Compiègne, 60205 Compiègne. Industrie et Technologies est édité par Groupe Industrie Services Info SAS au capital de 38628352 euros. Siège social: 10 place du général de Gaulle 92160 Antony. RCS Nanterre 442.233.417. 10. Siret: 442 233 417 00041. TVA: FR29442233417. Principal actionnaire ETAI. Toute reproduction, représentation, traduction ou adaptation, qu’elle soit intégrale ou partielle, quels qu’en soient le procédé, le support ou le média, est strictement interdite sans l’autorisation de l’éditeur, sauf dans les cas prévus par l’article L.122-5 du code de la propriété intellectuelle. Seules sont autorisées les reproductions réservées à l’usage privé du copiste et non destinées à une utilisation collective et les analyses et courtes citations justifiées par le caractère scientifique ou d’information de l’œuvre dans laquelle elles sont incorporées. (loi du 11 mars 1957, art. 40 et 41, et code pénal, art. 425). Copyright Groupe Industrie Services Info SAS. Tous droits réservés Directeur de la publication Julien Elmaleh

CRÉDITS PHOTOS COUVERTURE : DASSAULT AVIATION - P. STROPPA SOMMAIRE : ALAIN LE BOT/PHOTONONSTOP ; D.R.

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TENDANCES

AÉRONAUTIQUE DRONES: À CHACUN SON MÉTIER! Les drones et les robots savent désormais tout faire: cartographier un avion en 3D, éteindre les feux, aider les compagnies aériennes dans la maintenance… Des talents tous azimuts, qui supposent de concevoir et embarquer des capteurs de plus en plus sophistiqués.

l suffisait de se rendre au Musée de l’air et de l’espace du Bourget le 7 mars dernier pour se rendre compte de l’intérêt que suscitent les drones volants ou les véhicules automatiques. Plus d’une vingtaine de start-up y présentaient leurs produits, à l’occasion du Concours national de robotique d’extérieur organisé par l’Office national d’études et de recherches aérospatiales (Onera). Le palmarès a recompensé quatre projets, mais la plupart des concepts présents étaient très innovants, intégrant de l’intelligence artificielle, des capteurs capables de faire de la cartographie haute résolution ou de détecter des défauts, le tout avec la possibilité de travailler aux côtés de l’humain. Par exemple, le projet porté par Effidence, qui a gagné le prix de l’intégration, est un robot de manutention capable d’évoluer au plus près d’un opérateur en portant la charge à sa place. On pouvait aussi voir voler un drone de quelques kilos capable de dérouler un filin au-dessus des pylones électriques, afin de guider la pose des câbles à haute tension. Ici, le projet est porté par le groupe Engie. «Pour nous, les trois sujets importants autour des drones sont de sécuriser les vols, d’améliorer les performances (endurance, capteurs…) et de lutter contre les drones malveillants», résume Henry de Plinval, directeur du département drone de l’Onera, où planchent une centaine de chercheurs. Voici quatre projets que nous avons sélectionnés. ● cc GUILLAUME LECOMPTE-BOINET redaction@industrie-technologies.com

LE MÉCANICIEN

Donecle travaille vite et bien. Un atout dans son secteur d’activité, l’industrie de la maintenance aéronautique, qui est à la recherche de solutions innovantes pour baisser les coûts. En voilà une qui devrait les satisfaire. La start-up toulousaine Donecle a mis au point un système de drones à programmation automatique capables de voler au plus près de la carlingue d’un avion pour repérer un impact de foudre, un endommagement ou un défaut de peinture. Et ce, en seulement 20 minutes, au lieu de plusieurs heures au préalable. Les tests réalisés avec Air France Industries (AFI) sur un A320 en font foi. Ces petites machines sont dotées d’un télémètre laser qui se repère par rapport à la maquette numérique de l’avion, et d’une caméra haute résolution. Le drone, qui est très simple à piloter, envoie un ﬁchier complet à l’opérateur. La campagne d’essais en cours chez AFI devrait être terminée d’ici quelques semaines, ouvrant la voie à une commercialisation.

TENDANCES

L’INFORMATICIEN

Y6 scan 3D a été conçu avec une démarche originale. « Nous avons d’abord développé la charge utile, puis le drone qui irait autour », raconte Rémi Tanquerel, co-fondateur de la start-up Diagnostic 3D, à l’origine de l’aéronef. En effet, le Y6 scan 3D transporte un capteur pesant 5 kilos, ce qui est assez rare pour un drone civil. Développé avec l’allemand Faro, le capteur est capable de modéliser en 3D de grands objets, comme un avion ou un bâtiment. « Cela demande une très grande stabilité, car le capteur balaye au laser, d’où la présence d’une nacelle », ajoute Rémi Tanquerel. Par finale, fibres ailleurs, dans sa version fi nale, le drone aura une structure en fi bres de lin, car ce matériau absorbe 7 fois mieux les vibrations que la fibre fi bre de carbone. Diagnostic 3D a développé des algorithmes et de artificielle l’intelligence artifi cielle pour assurer la stabilité voulue.

D.R.

LE PHOTOGRAPHE

EZIManta a nécessité pas moins de quatre années de développement aux fondateurs de la société Eznov, créée en août 2014. Il faut dire que l’engin est une « bestiole » complexe. La machine est en effet équipée de trois moteurs orientables dans presque toutes les directions, et fonctionnant indépendamment les uns des autres. Du coup, le drone peut résister aux caprices du vent et photographier un site avec une très grande stabilité, en se ﬁxant sur un point GPS. Par ailleurs, il est équipé de calculateurs dignes des avions militaires, qui lui permettent d’effectuer des vols automatiques, programmables à partir d’un smartphone embarqué. « Ce dernier envoie directement les images géo-référencées et assemblées en une ortho-mosaïque à l’opérateur », précise Amandine Peltier, responsable marketing d’Eznov. Ce qui a valu à la jeune société le prix de l’innovation.

INDUSTRIE & TECHNOLOGIES N° 997 AVRIL 2017

LE POMPIER

Colossus, le robot de Shark Robotics, est né sous les auspices de la sécurité. « L’idée de départ était de concevoir un robot pour éloigner l’humain d’une zone à risques, tout en l’assistant », résume Jean-Jacques Topalian, directeur technique de la toute jeune société, qui vient de fêter ses six mois d’existence. La machine a été développée avec l’aide de ses utilisateurs ﬁnaux, les pompiers. Elle est capable de s’approcher au plus près d’un feu et de l’éteindre, de transporter un blessé, ou de détecter une fuite de gaz. Pesant 500 kilos, le robot est équipé de deux moteurs électriques développant 4 000 watts, et de quatre batteries. Pour équiper le robot, Shark Robotics a travaillé avec plusieurs partenaires, dont le société française Forcee Power pour developer les batteries, et Nexter Robotics pour créer les lois de commandes du robot.

tendances

Matériaux Le silicium se recycle dans les batteries

Nucléaire Un scanner pour les zones irradiées

Le + Durable

Le + Résistant

en breF

Le silicium issu du processus de découpe des wafers trouve une seconde vie dans les anodes.

Les déchets de silicium issus de l’industrie électronique ont été recyclés dans des batteries Li-ion par des scientifiques des universités de Tohoku et Osaka, au Japon. Avec un procédé simple et peu coûteux, la sciure de silicium permet d’obtenir des anodes avec une capacité élevée et constante malgré les cycles de charge/décharge. ●

Une caméra pour scanner en 3D un environnement irradié a été mise au point par la société britannique createc. le dispositif – n-Visage - est doté d’une caméra numérique couleur, d’une gamma caméra, et d’un pointeur laser. le tout est placé sur un pylône qui tourne sur 360 degrés et balaie ainsi l’ensemble de la pièce au milieu de laquelle il est placé. le laser mesure la distance du dispositif aux éléments physiques rencontrés. À partir du nuage de points

Le système fournit une image détaillée cartographiant les radiations de plus hauts niveaux.

ainsi généré, un traitement logiciel permet de réaliser une carte en couleur de la pièce intégrant les points « chauds », c’est-à-dire les niveaux de rayonnement radioactifs localisés. Deux aspects sont à souligner. D’une part l’intégration des dispositifs, qui permet, grâce à l’expertise de createc, de générer la carte sur 360 degrés. D’autre part la première caméra numérique et en couleur développée par le cea et ermes electronics, certifiée pour résister jusqu’à des doses cumulées de 250 kilograys. ● P.P.

Spatial Objectif Lune (bis)

Optique Le futur de l’imagerie laser Le + Innovant SpaceX prévoit d’envoyer deux personnes non initiées autour de la Lune en 2018 pour une semaine environ.

« Les lasers conventionnels ont des longueurs d’onde fixes. Nos travaux visent à combler les trous du spectre de longueurs d’onde. » résume le chercheur du CNRS Sébastien Février. Il a reçu le prix Jean Jerphagnon 2016 attribué à un ingénieur ou un chercheur pour ses travaux dans l’optique-photonique. Les applications nombreuses concernent notamment la découpe de matériaux. ●

Le + Véhicule ultrapuissant

c’est un petit pas pour l’homme, mais un grand pas pour l’humanité. Quelques décennies après les premières foulées humaines sur la lune lors de la mission apollo 11 de la nasa, en 1969, et sa dernière mission habitée en 1972, l’agence spatiale se lance dans un nouveau défi technique aux côtés d’elon Musk. objectif : envoyer deux personnes non initiées autour de la lune. par le biais de son entreprise spaceX, l’innovateur embarquera deux personnes à bord du vaisseau spatial Dragon 2, financé par

la nasa, pour s’approcher de la lune. cette capsule sera lancée depuis la fusée Falcon Heavy de spaceX. Une fois le premier test réalisé cette année, le véhicule spatial sera le deuxième plus puissant à atteindre l’orbite après la fusée lunaire saturn V. plus tard dans l’année, le premier vol de Dragon 2 – sans passager à bord – vers la station spatiale internationale (iss) sera effectué. la mission avec les touristes à bord doit avoir lieu au cours du deuxième trimestre 2018, pour une durée d’une semaine environ. il demandera quand même aux impétrants une préparation physique adéquate. ● s.F.

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tendances

Logistique Des boîtes de médicaments connectées Le + Autonome

spécialisée dans la conception de capteurs intelligents et connectés pour l’industrie, la société montpelliéraine oceasoft vient de signer un contrat important. elle va fournir jusqu’à 500 000 capteurs phoenix de température De la taille d’une carte de crédit, à usage unique par an à un géant pharmaceutique le capteur de température transmet américain spécialisé dans les molécules issues les données toutes les 1,2 seconde. des biotechnologies. pas plus grand qu’une carte Il dispose d’une autonomie énergétique de trois ans. de crédit et épais de 4,5 mm, phoenix est basé sur une technologie propriétaire du groupe. ce capteur à usage unique est doté d’une capacité énergétique de trois ans d’autonomie et transmet les informations de température par onde radiofréquence grâce à la technologie Bluetooth smart embarquée. il mesure à intervalle régulier les températures de son environnement et transmet celles-ci toutes les 1,2 seconde. en complément de la technologie Bluetooth, oceasoft a également équipé ce capteur de la technologie nFc, ainsi que d’algorithmes intelligents d’économie d’énergie, l’un des savoir-faire clés de la société montpelliéraine. ● s.b.

Automobile Un pneu connecté et autoréparant Le + Intelligent

D.r.

rond comme un ballon et doté d’une structure en nid d’abeilles : c’est ainsi que Goodyear imagine le pneu du futur. il sera, en outre, doté d’intelligence artificielle. il pourra décider, se modifier, interagir avec son environnement et surtout, se réparer. le constructeur a présenté en mars ce concept, baptisé eagle 360 Urban, au salon de Genève, Le pneu sphérique de Goodyear dispose d’une peau bionique composée d’un réseau de capteurs qui enregistrent l’état de la route.

INDUSTRIE & TECHNOLOGIES N° 997 AVRIL 2017

un an après avoir fait sensation avec la version précédente eagle 360, une sphère multidirectionnelle pour les véhicules autonomes. en 2017, Goodyear a ajouté une « peau bionique » et une surface qui se transforme. plus précisément, cette « peau bionique » est composée d’un réseau de capteurs permettant de contrôler son propre statut et de recueillir les informations sur son environnement, comme l’état de la route. connecté aux autres véhicules, aux infrastructures et aux systèmes de gestion de la mobilité, le pneu reçoit en temps réel les informations nécessaires à la bonne circulation d’un véhicule. son intelligence artificielle lui permet de choisir l’action la plus appropriée selon les conditions environnementales mais aussi d’apprendre de ses actions antérieures. ● s.F.

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tendances

Transports La voiture volante d’Airbus

Baptisé Pop.up, cet engin tout électrique peut accueillir deux passagers. La capsule se fixe sur des roues ou s’équipe d’hélices suivant les besoins.

Le + Modularité

Un étonnant véhicule s’est posé en mars au salon de Genève. le constructeur aéronautique européen airbus a présenté son concept futuriste : la voiture volante autonome. Baptisé pop.up, ce véhicule modulaire tout électrique est conçu pour alléger le trafic dans les grandes mégalopoles. il suffit au passager de la capsule de planifier son trajet via une application. le système lui suggère alors, grâce à sa plateforme d’intelligence artificielle, la meilleure solution de transport en fonction des horaires ou de la congestion du trafic. « la capsule se transforme en voiture de ville en se fixant simplement au module terrestre, qui est électrique et doté d’un châssis en fibre de carbone », détaille-t-on chez airbus. et inversement pour l’hélicoptère, en se fixant à une sorte de drone. ● s.F.

millions d’euros C’est le montant que va investir Fujitsu sur cinq ans dans la transformation digitale en France. Reposant sur une collaboration avec le gouvernement français, cet investissement permettrait

de développer de nouveaux services et technologies. Pour accélérer l’innovation digitale en France, Fujitsu se lance dans quatre projets : un centre d’excellence au sein de l’incubateur de l’École polytechnique, un programme de recherche commun avec l’Inria sur l’intelligence artificielle, une coopération renforcée avec les start-up et le développement des ressources humaines spécialisées dans le digital. ●

sélectionné par le fil d’intelligence technologique www.industrie-techno.com/fit

inria / photo c. leBedinsky ; d.r.

en breF

tendances

Santé Le plasma suivi à la trace

en breF

Matériaux Souple comme un ticket de métro !

d.r.

Le + Traçabilité

Un portique d’identification des poches de plasma, la composante liquide du sang, en vue de leur fractionnement a été mis au point par la société Biolog-id, spécialiste de la traçabilité des produits sensibles de santé. ainsi, toutes les poches de plasma issues des établissements français du sang (eps) destinées a être utilisées par le laboratoire public français du fractionnement et des biotechnologies (lFB) sont équipées de puces rFid avant tout transport ou déplacement. lors de l’arrivée des produits sur le site de production du lFB, situé aux Ulis, le portique rFid peut échanger des informations avec chaque puce, par radio haute fréquence, et ainsi identifier chaque produit séparément. la réception des poches de plasma pour

Le matériau ne se déforme pas de la même façon en fonction de l’endroit où l’on exerce la pression. Le portique installé sur le site du LFB lit les données des puces RFID des poches de plasma afin de les orienter très rapidement.

fractionnement, un procédé permettant d’isoler, de purifier et de concentrer les protéines thérapeutiques du plasma humain (albumine, immunoglobulines…), devient alors entièrement automatique. le portique permet de lire en quelques secondes les informations principales des produits, de les enregistrer et de les orienter dans la chambre froide, en vue de les stocker. ● P.O.

Le + Adaptabilité

Prenez un ticket de métro bombé, appuyez dans un sens. Vous constaterez qu’il se plie de plus en plus. Dans l’autre sens, il va résister avant de se retourner, dans un phénomène qu’on qualifie de « claquage ». Une particularité qu’a exploitée l’équipe conjointe de l’université d’Austin et l’Institut Arnolf, aux Pays-Bas, pour créer une architecture rendant la résistance d’un matériau non-réciproque. ●

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INDUSTRIE & TECHNOLOGIES N° 997 AVRIL 2017

tendances

Biomimétisme Pas si Bêtes !

Les animaux sont les meilleurs amis… des innovateurs. Léonard de Vinci l’avait déjà compris, en s’inspirant des oiseaux pour imaginer des planeurs. Aujourd’hui encore, les bêtes fascinent les inventeurs de tous poils.

L’araignée tisse des Liens soLides Même si la société Hongkongaise Robugtix a utilisé ses caractéristiques physiques pour concevoir un robot pouvant servir de plateforme de recherche, l’araignée est surtout étonnante et fascinante pour ses toiles. Ces fils de soie ont inspiré un institut de recherche du CNRS qui a créé un matériau pouvant être étiré et compressé à l’infini. D’autres chercheurs ont réalisé des capteurs optiques, des films adhésifs ultra-collants, ou des composants pour la microélectronique.

Le pouLpe a Le bras Long… et soupLe Le poulpe peut changer de couleur et de structure selon l’environnement. Ses tentacules peuvent se plier et se tortiller, une source d’inspiration pour les ingénieurs italiens de l’École supérieure Saint-Anne de Pise. L’équipe a conçu un bras robotique calqué sur le tentacule du poulpe qui permettrait aux chirurgiens d’accéder à des parties du corps difficiles à atteindre et à manipuler des organes mous sans les endommager.

La fourmi travaiLLe en équipe Si l’on parle de travail de fourmi, ce n’est pas un hasard ! Et c’est leur façon de travailler et de communiquer qui intéresse les ingénieurs. Festo a mimé les caractéristiques physiques et sociales de la fourmi et développé les robots Bionicants de 13,5 cm de long. Dotés de capteurs optiques, ils s’orientent dans l’espace et travaillent ensemble de façon autonome.

La mouLe s’accroche jusqu’au bout Comme une moule à son rocher. L’expression témoigne de la capacité hors du commun de ce mollusque à rester fixé à un élément. La moule produit un byssus, un ensemble de fibres à base de protéines quinone et de kératine, lui offrant sa capacité d’adhésion. S’inspirant de cette glue naturelle, des chercheurs ont créé un hydrogel composé à 90 % d’eau, aussi collant que le cartilage qui adhère à l’os, et qui s’utilise sous l’eau.

Le gecko emporte L’adhésion

D.R.

Si le gecko intéresse les chercheurs, c’est pour sa capacité à adhérer sur n’importe quelle surface, même verticale. Les doigts de ce reptiles sont dotés de poils microscopiques, de 100 microns de long pour quatre microns de diamètre. Très denses, ils sont composés de kératine qui donnent à l’animal son habileté. La Darpa s’est inspirée de cette propriété pour faire grimper des hommes au mur.

TENDANCES

Aéronautique Immersion virtuelle pour les contrôleurs aériens

IRT JULES VERNES ; D.R.

Le + Supervision

La gestion du trafic aérien, c’est l’une des spécialités de Thales. Le groupe a développé un démonstrateur, baptisé Remote Tower, qui figure en bonne place dans Sesar, le programme européen de R&T pour l’amélioration du trafic aérien en Europe. Dans ce dispositif, les contrôleurs aériens sont équipés d’un casque d’immersion virtuelle pour visualiser les mouvements d’avions sur un aéroport, et les appareils en approche. Au travers de ce casque, ils peuvent évoluer dans tous les recoins de l’aéroport y compris en prenant de la hauteur, de façon à avoir une vision globale de l’aéroport, des pistes d’envol comme des taxiways ou des avions au parking. Comme si le contrôleur aérien était à bord d’un hélicoptère. Ce démonstrateur fonctionne avec un réseau de caméras infrarouges installées dans tous les points clés de la plateforme, offrant une vision par tous temps. De sorte que, ce dispositif supprime des contraintes météos tel que le brouillard épais, qui normalement empêche les avions de décoller ou d’atterrir. ● G.L.B.

1,4

EN BREF

milliard d’euros

Thales a développé un démonstrateur qui facilite le contrôle aérien à distance grâce à la réalité virtuelle. Il permettrait de simpliﬁer les infrastructures au sol tout en augmentant la sécurité.

C’est ce qu’aurait rapporté en 2015 la valorisation de la recherche publique, selon une enquête réalisée en 2016 auprès des membres du réseau Curie, qui fédère depuis 26 ans les professionnels de la valorisation de la recherche publique en France. 272 entreprises auraient été crées dans ce cadre en 2015. ●

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tendances

Matériaux Le refroidissement rayonne Le + Économies d’énergie

Ces scientifiques américains ont mis au point un métamatériau qui dissipe la chaleur.

Un matériau synthétisé à partir d’un polymère, de microsphères de verre et d’argent utilise le refroidissement radiatif pour dissiper la chaleur. Celui-ci réfléchit également le rayonnement solaire. Ce métamatériau développé par des scientifiques de l’université du Colorado à Denver (États-Unis) ouvre la voie à des méthodes économes en énergie et peu onéreuses à la fabrication. ●

Électronique Un assistant logiciel pour la conception

Automobile Sedric, le concept autonome de Volkswagen Le + Mutualisation de la plateforme

Volkswagen a dévoilé sedric, un concept car entièrement autonome, au salon de Genève. le véhicule ne comporte ni volant ni pédales, mais se pilote à la voix ou via un simple bouton, ce qui en fait sur le papier un véhicule de conduite autonome de niveau 5, soit 100 % autonome. Volkswagen précise que le véhicule trouvera sa place au sein d’une flotte que le constructeur allemand exploitera comme opérateur de service de mobilité. les batteries de sedric sont installées sous le plancher. Un moteur électrique est placé juste entre les roues. le pare-brise est un écran oled doté de fonctionnalités de réalité augmentée, aussi bien pour la communication que pour le divertissement. D’autres véhicules s’appuieront sur la même plateforme, souligne Volkswagen, qui précise que le concept car reflète l’importance majeure des véhicules totalement autonomes dans la nouvelle stratégie du groupe. sedric est le premier prototype signé par Volkswagen lui-même et non par l’une de ses marques. ● P.P.

Spatial Un satellite français de mesure du CO2 Le + Précision

cartographier, à l’échelle planétaire, les sources et puits du principal gaz à effet de serre : le gaz carbonique (co2). c’est l’objectif du projet Microcarb, qui recevra un soutien financier supplémentaire de 75 millions d’euros

Le + Robuste

Un logiciel de conception assistée pour la réalisation de cartes électroniques a été développé par la start-up AccelaD. La technologie aide l’ingénieur électronicien dans la phase de conception d’un produit électronique en offrant à ce dernier plus de robustesse et de fiabilité. ●

À bord d’un satellite, le spectromètre à réseau du Cnes pourra mesurer la teneur en CO2 sur l’ensemble de la planète avec une grande précision.

au titre du programme d’investissements d’avenir (pia) pour accompagner la nouvelle phase de réalisation du projet. cette nouvelle tranche de financement complète les 25 millions d’euros décidés dès décembre 2015, dans le cadre de la cop 21, accordés pour la première phase de définition du programme. « après une phase d’études préliminaires du projet, nous venons de boucler plusieurs étapes de validation de concepts. les premières maquettes sont prêtes et nous allons pouvoir engager dès le mois d’avril 2017 les phases de développement et de réalisation », précise François Buisson, chef du projet Microcarb au cnes. l’instrument de mesure, un spectromètre à réseau, sera capable de mesurer la teneur en co2 sur l’ensemble de la colonne atmosphérique avec une grande précision (de l’ordre de 1 ppm), et d’assurer une surveillance de l’ensemble des territoires de la planète. ● M.a.

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Baptisé Sedric (contraction de Self Driving Car), ce van autonome et connecté ne présente ni poste conducteur, ni volant, ni pédales.

UniVersité DU coloraDo ; D.r.

en bref

tendances

Aéronautique Mission : se poser sur un astéroïde

en bref

Informatique Une communication sans-fil longue distance

Le + Autonomie

pendant six mois, 25 étudiants ingénieurs de la dernière année de la filière systèmes robotiques et interactifs (sri) de l’Upssitech, l’école d’ingénieurs interne de l’université toulouse 3 – paul sabatier, ont planché sur un projet commun de robotique spatiale, sur la base d’un cahier des charges établi par le cnes. l’objectif est de concevoir un engin volant capable de simuler un « atterrissage » autonome sur de petits corps célestes, de type astéroïde, ou comète. cet engin, représenté physiquement par un drone, se localise Les étudiants tolousains utilisent un drone automatiquement à l’aide de ses capteurs pour simuler dans la réalité l’atterrissage embarqués : Gps, caméra, ultrason. ● M.a. de la sonde sur un corps céleste.

Le APPI-Com est un instrument à réseau autonome utilisable en mains-libres

Le + Sécurisation

Design Des pneus haute couture

aUrélie BarBaUX ; UpssitecH-sri ; D.r.

Le + Services

Déjà disponible sur le tout nouveau Michelin Pilot Sport S, le pneu velours renforce l’aspect esthétique du véhicule.

Michelin n’est plus seulement fabricant de pneus ! trois innovations de rupture dans le domaine de la mobilité connectée, de l’entretien et du décor des pneus ont été présentées par le groupe à la biennale du design de saint-étienne. plus précisément, il est question de services de mobilité (un boîtier « emergency call », un centre d’appel et un carnet d’entretien mis à jour automatiquement), d’une jauge d’usure des pneus et d’un habillage personnalisable du pneu. les visiteurs de la biennale ont pu tester ces technologies dans le but de les améliorer et les enrichir. ● a.b.

mayflower - www.agencemayflower.com - Crédits photos : D. Borrelly.

Un intercom sans-fil longue portée (jusqu’à 2 kilomètres) a été mis au point par la start-up française APPI-technology. Grâce à cette liaison audio mains libres, le travailleur en milieu hostile communique avec son équipe sur un réseau autonome et sécurisé. APPI-Com propose une communication audio digitale codée en mode conférence sans « push to talk » qui s’adapte aux équipements de protection. ●

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INDUSTRIE & TECHNOLOGIES N° 997 AVRIL 2017

tendances

en Bref

Internet de objets Former les ingénieurs Le + Polyvalence Grenoble INP ouvre une formation sur l’Internet des objets dès la rentrée 2017.

Les entreprises ont besoin d’ingénieurs polyvalents dans les domaines de l’Internet des objets et des systèmes embarqués. C’est après avoir fait ce constat que Grenoble INP a décidé de créer une nouvelle formation dédiée à ces domaines. Celle-ci sera disponible dès la rentrée 2017. La formation a pour but de renforcer les thématiques très demandées de sécurité et d’architecture logicielle embarquée. ●

Aéronautique Le big data pour faire place nette dans le ciel Le + Automatisation

Une série de solutions pour automatiser certaines opérations du trafic aérien a été développée par Thales, avec l’aide de l’éditeur belge UniFly. Elles faciliteront l’insertion des drones professionnels dans le trafic aérien en toute sécurité. Le principe consiste à utiliser les ressources du big data en mode partagé. « Les données, comme les informations sur les pilotes présents sur le terrain, l’espace aérien, la régulation des vols ou les plans de vol, doivent être ouvertes pour que chacun sache où se trouve l’autre et ce qu’il fait », détaille-t-on chez Thales, qui présentait ce concept lors de ses journées consacrées à l’innovation, le 1er mars dernier. Le logiciel exploite ces données pour restituer toutes les informations destinées aux pilotes ou aux opérateurs de drones, pour contrôler leurs autorisations de vol. ● G.L.B.

Rendre accessibles à chacun certaines données pour faciliter l’insertion des drones dans le trafic aérien.

tendances

Robotique Un bipède tout-terrain

en Bref

Transports Renault ouvre un Lab pour l’open innovation en France

JAYET STEpHAnIE ; D.R.

Le + Vitesse

Est-il ispiré de l’homme ou de l’animal ? Le nouveau robot de Boston Dynamics Handle mixe sûrement les deux. Il a l’allure d’un Big Dog (le chien robot) positionné sur les pattes arrière. Ou presque. Handle a cette particularité de se déplacer avec des roues (deux à l’arrière), tout en gardant les pattes avant disponibles. Il se déplace avec beaucoup d’équilibre sur ses deux roues arrière à une vitesse allant jusqu’à 14,5 km/h. Ses pattes avant lui permettent de manipuler des objets d’environ 45 kg. Du haut de ses 2 mètres, on le voit tourner rapidement sur lui-même, descendre des escaliers et rouler sur des terrains enneigés. Capable de sauter jusqu’à 1,20 mètre de haut, il monte sur une table et redescend quelques mètres plus loin. Ses actionneurs hydrauliques sont alimentés grâce à de l’énergie électrique, et il dispose d’une autonomie de 24 kilomètres avec une seule charge. Handle réunit plusieurs propriétés de ses petits frères et sœurs. Cependant, il n’est doté que d’une dizaine d’actionneurs. Ce qui en fait une machine moins complexe pour des résultats similaires. ● s.f.

Le + Travail collaboratif

Handle, le bipède de Boston Dynamics, se déplace avec beaucoup d’équilibre sur ses deux roues arrières.

Situé dans le quartier de République, «Le Square» fera collaborer des équipes internes de Renault ainsi que des start-up, associations et autres partenaires externes. Dans un espace de 2 500 m2, ces derniers plancheront sur le futur de la mobilité durable, mais également sur les nouvelles technologies de véhicules connectés et électriques. C’est le troisième (mais premier français) laboratoire du constructeur. ●

Le monde entier du brasage

Des classiques éprouvés des millions de fois jusqu’au fil à plomb de haute technologie innovant Est-ce possible? Vous vous occupez de la fabrication électronique et ne connaissez pas Almit? Il est grand temps de changer cela. Almit est un des fabricants des moyens de soudage mondiaux les plus importants. Fondée en1956, Almit a fait partie dès le début des pionniers du développement et de la production des innovations toujours révolutionnaires. Aujourd’hui, Almit propose un programme complet contenant une solution individuelle parfaite pour toutes les exigences. De la série SJM sans plomb brevetée à l’alliage le plus actuel SnCuNi LFM-23 S, avec une durée de vie des pannes 5 fois plus longue*. Informez-vous sur les prestations particulières d‘Almit sur www.almit.fr ou directement auprès de notre partenaire français Cepelec. * Test à 380º de température de brasage, en comparaison avec les alliages SnCuNi traditionnels.

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tendances

Chimie Du rhodium pour valoriser le CO2 Le + Pureté

Production Quand l’hologramme devient solide Le + Précision

l’imprimante 3D de Daqri fonctionne grâce à un hologramme. la technique de la start-up californienne consiste à appliquer au monomère un champ lumineux « 3D », autrement dit un hologramme. l’objet se

La solution s’appuie sur l’absorption des rayons UV par des nanocubes de rhodium.

Des chercheurs de l’université de Duke, aux Etats-Unis, ont synthétisé des nanocubes de rhodium de taille optimale pour qu’ils absorbent le rayonnement UV. En présence de CO2 et d’hydrogène et éclairés aux UV, ils catalysent une réaction qui ne produit que du méthane (CH4). D’habitude, lorsque le rhodium est utilisé comme catalyseur, le mélange gazeux est chauffé à 300 °C pour produire du CH4, ainsi qu’un sous-produit indésirable : le monoxyde de carbone. ●

5 000

C’est le nombre d’étudiants du monde entier inscrits à la quatrième édition du Valeo Innovation Challenge. 70 experts de l’équipementier français et des scientifiques indépendants ont étudié les projets. Ils ont sélectionné 24 équipes sur les 1628 en lice dans les deux catégories proposées: «innovation technologique» et «idée pour de nouveaux modes d’utilisation de la voiture». ●

solidifie sur plusieurs couches en même temps. l’entreprise spécialisée dans la réalité augmentée a développé une puce « holographique » qui constitue le cœur de la machine. elle permet de créer des hologrammes sans recourir à des dispositifs optiques complexes. sur une couche de silicium, un réseau de cristaux ajustables permet de contrôler l’ampleur et la phase de la lumière laser envoyée sur la cellule. Un logiciel permet d’ajuster les cristaux de manière à créer les interférences à partir desquelles le champ 3D « holographique » est créé. Directeur scientifique de Daqri, seamus Blackley affirme que l’objet ainsi imprimé en une seule étape ne souffre plus des défauts de l’impression 3D classique liés la superposition de couches les unes après les autres. ● P.P.

La solution mise au point par Daqri permet de rendre solide l’objet sur plusieurs couches en même temps.

Nucléaire Les dépollueurs de Fukushima Le + Contrôlable à distance

six ans après la catastrophe de Fukushima, le 11 mars 2011, les robots sont toujours à l’œuvre. Deux robots packbots ont été les premiers, un mois après le drame, le 17 avril 2011, à entrer dans le bâtiment du réacteur numéro 2. ils ont aussi été les premiers à pénétrer aussi loin dans les bâtiments irradiés par la catastrophe. ces robots initialement prévus par irobot pour désamorcer des explosifs enregistrent des doses de radioactivité qui montent jusqu’à 10 000 milligray (mGy) par heure. soit nettement plus que les doses à partir desquelles les

premiers effets sont observés sur l’organisme humain, 250 mGy, et que la limite habituellement admise de 20 mGy par an pour les ouvriers du nucléaire. ● P.P.

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Prévu pour des opérations de déminage, ce robot de iRobot résiste à de fortes radiations. Il est ici au sein du réacteur numéro 2 de Fukushima.

D.r.

en bref

tendances

Matériaux Le textile venu de l’océan

en bref

Transport Un camion moins gourmand

Le + Durabilité

Le + Efficience L’Econyl est un polymère obtenu en récyclant les déchets en plastique récupérés dans l’océan. Il présente des qualités similaires au nylon classique.

pour participer à la dépollution des océans, adidas et parley ocean plastic ont lancé une gamme de maillots de bain haute performance avec du plastique recyclé provenant des filets de pêche usagés et autres déchets en plastique des océans. ceux-ci ont notamment été récupérés dans l’océan, au large des côtes, pour être transformés en fibre technique telle que l’econyl. ce polymère réalisé à partir de nylon recyclé offre les mêmes qualités et performances que le nylon 6, habituellement utilisé pour la conception des maillots de bain. De plus, les objets réalisés à partir de ce matériau « écolo » peuvent être à leur tour recyclés en fin de vie. ce matériau a été introduit sur le marché par la société aquafil en 2011. De nombreuses marques se sont emparées de cette innovation pour créer différents objets tels que des tapis, des vêtements ou encore d’autres tissus. ● s.f.

L’objectif de ce projet est de mettre au point un poids lourd qui réduise sa consommation de 13 % d’ici 2020.

Urban Lab 2, le camion laboratoire de Renault Trucks, effectue ses premiers tours de roues à Bordeaux. Aérodynamisme, récupération d’énergie, endurance et sécurité des pneus, éco-conduite… Les innovations expérimentées ont pour objectif de réduire la consommation de 13 % d’ici 2020 pour le transport urbain et régional, par rapport à un porteur équivalent de type Renault Trucks D Wide Euro 6 de 19 tonnes. Développé dans le cadre du projet collaboratif européen Edit (Efficient Distribution Truck), ce concept truck associe six partenaires industriels et techniques : les entreprises Valeo, Lamberet, Michelin, BeNomad, l’Insa de Lyon, l’Iffstar, ainsi que le Fonds unique interministériel, la région Auvergne Rhône-Alpes, la métropole de Lyon, le conseil départemental de l’Ain et le Feder. Premiers résultats : 2018. ●

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PROSPECTIVE

Les dix innovations de rupture selon le MIT

Quelles seront les innovations qui inﬂuenceront la R&D ces prochaines années ? Tous les ans, le MIT Technology Review réalise sa liste prospective de développements technologiques applicables à de nombreux domaines tels que l’économie, la politique, la médecine ou encore la culture. Traitement de la paralysie, camions autonomes, paiement par reconnaissance faciale, caméra 360 degrés, solaire thermophotovoltaïque, apprentissage par renforcement ou encore thérapie génique… certaines d’entre elles sont déjà au point, tandis que d’autres prendront quelques années avant d’être prêtes.

RENDEZ-VOUS

Ingénierie sportive

Robot prof de ping-pong, vêtements Adidas recyclés, match de football augmenté… Chaque semaine, retrouvez notre chronique dédiée aux innovations au service du sport. Sport

MIT

EN IMAGES BIOTECHNOLOGIES

« Alerte : les essais cliniques fuient la France ! »

De plus en plus souvent, les entreprises de biotechnologies ressentent la nécessité de quitter la France pour tester sur des patients l’efﬁcacité de leurs médicaments. La plupart du temps, ces entreprises mettent le cap sur d’autres pays européens dont les procédures et les délais réglementaires sont plus souples. Mais effectuer moins d’expérimentations cliniques en France, c’est prendre le risque d’affaiblir l’image de la recherche médicale française, l’une des meilleures au monde, et compromettre l’avenir de notre industrie pharmaceutique, estime Maryvonne Hiance, présidente de l’association France Biotech, dans une tribune exclusive. L’attractivité de la France se dégrade en matière d’essais cliniques, alerte-t-elle. France Biotech

VALORISATION

La maison de la technologie cherche un toit

Où se situera la future maison de la technologie ? Thierry Breton, Président de l’Association nationale de la recherche et la technologie, requiert l’aide du Premier ministre Bernard Cazeneuve pour la création d’un institut regroupant trois institutions - l’ANRT, l’Académie des technologies et l’IHEST - au Palais de la découverte de Paris. Une démarche qui n’est pas aussi simple qu’il y paraît, puisque le ministère de la Culture souhaite récupérer le lieu. Bernard Cazeneuve a 40 jours pour trouver une solution… Maison de la technologie

Des robots Kuka chez BMW

La collaboration hommemachine se développe dans l’industrie. À travers quelques clichés, MRK-Systeme nous dévoile ses installations Kuka chez BMW. Kuka

VIDÉO

Ford adopte l’impression 3D

Ford projette de réaliser ses grandes pièces automobiles d’un seul tenant en impression 3D grâce à l’imprimante Stratasys Inﬁnite Build. Ford

RÉSEAUX @IT_technologies La communauté de l’innovation hub Industrie & Technologies IndustrieTechno

D.R.

ABONNÉS FIL D’INTELLIGENCE TECHNOLOGIQUE Les gaz passent à l’analyse par laser. Des analyseurs de gaz développés par Blue Industry and Science utilisent la spectrométrie laser infrarouge. Leur source laser couvre une large gamme de fréquences, tout en conservant une grande résolution spectrale. Ces appareils permettent de faire du suivi en temps réel avec des mesures rapides de gaz à l’état de trace. 22

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en couverture

technologies

Les portes du monde industriel Page 26

Comment l’Hololens fait son cinéma Page 27

Innovations

Au delà du réel… Page 30

conception

Vers la fin des maquettes Page 32

Le prototype en bois devient virtuel Page 33

Formation

Des casques pour appréhender la dure réalité Page 36

Chez GRTgaz, les nouvelles recrues s’exercent sans risque Page 37

en pratique

Adoptez la réalité augmentée pour vos procédés Page 38

Près de Saint-Nazaire, le Centre industriel de réalité virtuelle permet aux entreprises de tester dans un univers 3D leurs futurs produits.

ProductIon

Production Des mondes virtuels pour l’industrie

Les applications industrielles de la réalité virtuelle et augmentée se multiplient, surfant sur la vague des casques et lunettes dont les technologies sont arrivées à maturité en 2016. Aux industriels, à présent, de s’approprier ces nouveautés, et de les intégrer à la transformation de l’usine traditionnelle vers l’usine du futur.

ALAin Le Bot/PhotononstoP

n 2020, le marché de la réalité virtuelle tée techniquement au point, ou quasiment. 2016 a et augmentée pourrait peser 80 milliards été l’année de l’initiation du grand public à ces noude dollars, dont 58 pour la réalité aug- veaux équipements. 2017 sera celle de leur déploiementée, prévoit le cabinet de conseil spé- ment tous azimuts dans l’industrie, y compris dans cialiste du conseil Digi-Capital. Tim les PME. Formation, conception, maintenance, proCook, le directeur général d’Apple, qui a duction… il n’est pas un pan de la fabrication d’un racheté en 2015 Metaio, un des leaders de la réalité produit qui ne puisse bénéficier de ces technologies, augmentée d’alors, estime même que cette dernière dont l’adoption n’est qu’un élément parmi les autres est « aussi importante que le briques de la transformation de smartphone». Ces technologies ne l’industrie traditionnelle vers l’inles casques sont pourtant pas nouvelles. Airdustrie 4.0. Avec leur démocratiet lunettes vont sation, les casques et lunettes vont bus, PSA, DCNS… utilisent la réadevenIr de Plus devenir de plus en plus adaptés lité virtuelle depuis dix à vingt ans en Plus adaPtés aux usages aux usages industriels : moins pour la conception de produits, et IndustrIels. pour la conception de lignes, au lourds, plus réactifs et autonomes moyen de murs ou de « Caves » en énergie ou vis-à-vis de leur encombrants et coûteux. La réalité environnement. De plus en plus augmentée souffrait quant à elle invisibles et « naturels » pour l’utijusqu’ici de performances d’affichage qui n’étaient lisateur en quelque sorte, qui, du bureau d’études au pas au point. Ce qui change: les progrès des techno- contrôle qualité de la production va profiter de cette logies, tant au niveau logiciel que matériel. L’inno- révolution dans la manière dont lui est présentée vation technologique déployée pour les smartphones l’information. La réalité virtuelle et augmentée, c’est y est pour beaucoup. Côté logiciel, c’est le progrès de du concret. ● traitement et de calcul des données de visualisation. Côté matériel, elle permet la commercialisation de cc PhiliPPe Passebon ppassebon@industrie-technologies.com casques et de lunettes de réalité virtuelle ou augmen-

INDUSTRIE & TECHNOLOGIES n° 997 AVRIL 2017

en couverture

Technologies les porTes du monde professionnel

’opérateur d’une industrie ferroviaire met ses lunettes de réalité augmentée et regarde un équipement en panne à proximité des rails. Un expert, situé dans les locaux de l’entreprise, suit le travail de l’opérateur en cours grâce au retour vidéo et audio envoyé sur une tablette tactile. Au moindre doute sur le fonctionnement du système, l’expert est disponible pour aiguiller son collègue sur le lieu de l’intervention, via des indications et annotations apposées sur la réalité. Cette nouvelle manière de travailler, Thales nous l’a présentée à travers sa solution « Thales Eye » lors de son salon InnovDays, en mars dernier, à Paris. «Nous développons uniquement le logiciel», note Amine Arezki chargée du projet. «Cela nous permet d’être flexibles sur le matériel, et ainsi de faciliter son intégration dans l’entreprise.» La solution est pour le moment en test chez des clients européens.

Vocabulaire

Réalité virtuelle : technologie permettant de s’immerger dans un monde entièrement virtuel et interactif. Réalité augmentée : technologie qui superpose une représentation virtuelle sur l’environnement réel de son utilisateur. Réalité mixte : technologie permettant l’interaction d’éléments virtuels avec d’autres éléments de la vie réelle.

En interne, la société utilise également des solutions de réalité augmentée pour ses chaînes de production. Yannick Gradel, responsable de centres de compétences de Thales, nous donne l’exemple du spatial. Plus précisément, des satellites : « Dans le spatial, nous n’avons pas le droit à l’erreur. La réalité augmentée nous permet d’avoir un montage dynamique –car

Des outils pour le travail collaboratif Le travail collaboratif avec des casques de réalité virtuelle et augmentée conquiert de plus en plus de secteurs industriels. Pour travailler avec des collaborateurs se trouvant à des milliers de kilomètres, ces dispositifs deviennent les compagnons idéals des ingénieurs. L’équipe réunie autour de l’objet virtuel peut manipuler, inspecter ou ajuster

la position des différentes pièces. C’est notamment le cas avec la solution de l’éditeur Autodesk, Fusion 360. Selon les solutions, il est également possible à un interlocuteur d’apparaître en réel (via visio-conférence) ou en virtuel (sous forme d’avatar), voire les deux comme c’est possible avec la solution Improov de la société Middle Vr.

la méthode de production peut être changée à tout moment– avec un accès direct au système d’information. La technologie nous offre également une traçabilité des actions effectuées, car la solution dispose d’un système de validation des actions.» L’emploi de la réalité virtuelle et augmentée dans les industries et les entreprises s’est doucement démocratisé, grâce à l’arrivée sur le marché des dispositifs portatifs sur tablettes et smartphones et, plus récemment, avec les casques. Le fer de lance de cette vague était Oculus Rift, avec son casque de développement Oculus VR. Il a rapidement été suivi par Samsung et HTC. 2016 a également été l’année de la sortie du casque de réalité mixte de Microsoft, l’Hololens.

Reproduire le réel

De nombreux industriels se sont emparés de la tendance pour développer –à l’aide de professionnels spécialisés dans ces technologies– de nouvelles solutions pour leur activité, qu’il s’agisse de formation ou de renforcer et de simplifier la communication au sein des équipes. Les casques de réalité virtuelle permettent de dessiner un environnement sur mesure, ou de travailler par exemple sur la conception de produit, de façon très immersive. Les casques de réalité augmentée – ou de réalité mixte, selon le degré d’interaction avec l’environnement – permettent de voir tous les paramètres qu’impliquent les actions. Pour s’immerger en réalité virtuelle, les masques sont dotés d’un écran haute définition et de deux lentilles permettant de recréer les images que perçoit chaque œil. Ces dispositifs font converger les images pour apporter la profondeur de champ. Les appareils sont également équipés de capteurs de position, de gyroscopes, d’accéléromètres et de systèmes de mesure laser. Pour que l’image se synchronise avec les mouvements de l’utilisateur, les casques de réalité virtuelle doivent être branchés à un puissant ordinateur (ou une console de jeux dans le cas d’un jeu vidéo).

D.r.

Les applications basées sur les technologies de réalité virtuelle et augmentée séduisent les industriels. Elles permettent de penser différemment le travail, et de réunir autour d’un projet une équipe dispersée sur différents sites. Derrière ces dispositifs attrayants, quelques freins technologiques restent à lever.

PRODUCTION

MISE À NU

Comment l’Hololens fait son cinéma Le casque Hololens, développé par Microsoft, a particulièrement séduit les industriels. Les technologies qu’il embarque permettent de fournir en temps réel aux techniciens des informations utiles à la réalisation de leurs différentes missions sur le terrain, en leur donnant à voir des hologrammes en plus de ce qui se trouve dans leur champ de vision. SÉVERINE FONTAINE

LES CAMÉRAS Les capteurs impliqués dans la reconnaissance de l’environnement dans lequel l’utilisateur se trouve sont quatre caméras de positionnement associées à des LED infrarouges. L’ensemble collecte les informations de texture et de profondeur de l’environnement direct.

LE PROJECTIONNISTE Le système de projection optique génère des images multidimensionnelles en couleur avec une faible latence, c’est-à-dire un faible écart temporel entre la génération affichage. de l’image et son affi chage. Il permet ainsi de voir des hologrammes interagissant de façon harmonieuse avec le réel. Ces derniers sont projetés sur les verres de lunettes, et non directement sur la réalité. LES BRUITAGES Pour donner l’impression d’entendre un hologramme positionné à l’opposé du champ de vision, des haut-parleurs spécifiques ont été développés par Microsoft. Ils sont dotés d’un « son spatial », c’est-à-dire qu’ils synthétisent la façon dont l’oreille humaine reçoit le son issu d’un emplacement spécifique.

LES EFFETS SPÉCIAUX Les informations enregistrées par l’ensemble des capteurs sont gérées par l’unité de traitement holographique, ou microprocesseur HPU (pour Holographic Processing Unit). Ce dernier calcule en temps réel les données environnementales ainsi que les gestes de l’utilisateur. Pour « positionner » un hologramme sur le réel, le HPU envoie les informations

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des capteurs aux applications notamment via les interfaces de programmation de cartographie et de reconnaissance gestuelle. Le HPU analyse les données aﬁn de tirer des critères caractéristiques de l’environnement, telles que les couleurs et les formes, aﬁn d’orienter et de positionner les hologrammes de façon précise.

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en couverture

Les casques coupent le fil Les casques de réalité virtuelle sont liés à un ordinateur (ou à une console de jeux, selon l’utilisation) afin de disposer de sa puissance de calcul pour créer des environnements virtuels et être alimentés. Le point négatif : dans ses déplacements, l’utilisateur doit gérer le câble pour ne pas se prendre les pieds dedans… Et lorsque celui-ci doit se déplacer dans une pièce, c’est gênant ! Une solution permettant de se passer du fil, ViveX Accelerator, a été mise au point par la start-up TPCast en partenariat avec HTC. Le boîtier, branché à l’ordinateur, est doté d’un émetteur qui envoie un flux vidéo au récepteur installé sur le casque HTC. Ce dernier fonctionne grâce à une batterie d’une autonomie de 90 à 120 minutes. Le tout sans fil, et sans baisse de performance.

Pour rendre l’expérience plus immersive, on peut également ajouter au casque des manettes ou un capteur de détection des mains. Des équipements importants pour l’interaction avec l’objet virtuel ou l’environnement. Ainsi, l’utilisateur peut se déplacer (si les manettes ou capteurs sont positionnés sur ses jambes), attraper des objets ou manipuler des outils. Pour la réalité augmentée, les technologies sont assez différentes, puisqu’elles ne nécessitent pas de reproduire le réel.

La solution sans fil de TPCast est composée d’un émetteur branché à l’ordinateur qui envoi un flux vidé+e HTC Vive, le tout sans fil avec une autonomie de 90 à 120 minutes.

Le casque de réalité mixte Microsoft Hololens est un cran au-dessus de ces dernières, puisqu’il ne fait pas qu’une simple juxtaposition d’un objet virtuel sur le réel (comme c’est le cas du jeu Pokémon Go, pour donner un exemple parlant) mais introduit une prise en considération de son environnement. Par exemple, l’objet ne sera pas vu comme une simple image sur une table, mais donnera l’impression d’être sur la table, grâce à un positionnement judicieusement calculé.

La définition de l’écran utilisé sur le masque de réalité virtuelle et la réactivité de son affichage sont également des conditions sine qua non pour que l’immersion soit réaliste. Il est nécessaire que les mouvements de l’écran correspondent au mouvement de la tête pour ne pas provoquer de sensation de vertige. Ce problème concerne bien moins les casques haut de gamme, puisque des solutions ont été trouvées : le HTC Vive est doté d’une caméra frontale, qui retranscrit une partie du réel dans l’environnement virtuel, et de caméras externes qui suivent le mouvement de la tête. Quant à l’Oculus Rift, il a intégré un système de prédiction du mouvement.

Ajouter le toucher à la vision

Malgré l’amélioration des technologies et la baisse des coûts associés, différents défis sont pourtant encore à relever. On peut parler notamment de l’augmentation de la précision d’affichage et du confort visuel ou encore de l’intégration des capteurs directement dans les casques de réalité virtuelle. Pour le moment, ces capteurs sont disposés à l’extérieur, dans un espace dédié. Lors du Consumer Electronics Show, la grandmesse de l’électronique grand public, qui s’est déroulé en janvier à Las Vegas, HTC a présenté Vive Tracker. Ce dispositif établit une connexion sans fil entre un objet et le système Vive. Il suffit de le positionner sur l’objet de son choix (un gant ou un outil, par exemple) pour que celui-ci soit reconnu par le casque en virtuel. Trois autres points sont également soulevés par Anatole Lecuyer, directeur de recherche l’Inria : la perception utilisateur,

La première version du Dev Kit d’Oculus Vr se branche en USB et DVI (ou HDMI) sur un ordinateur

pour être alimenté et bénéficier de sa puissance de calcul. Il dispose d’un écran LCD de 7 pouces avec une définition de 1 280 x 800 pixels. Son champ de vision est de 110°. Sa fréquence d’affichage est de 60 Hz.

La fréquence de rafraîchissement du casque varie entre 60 et 75 Hz et un champ de vision de 100°. Une caméra Le second kit de externe placée face développement est à l’utilisateur capte les équipé d’une dalle mouvements de tête Oled 5 pouces avec via des capteurs une déﬁnition de infrarouges dissimulés 960 x 1 080 D.r. pixels. derrière la façade.

La version commerciale se distingue par un design sensiblement différent. L’Oculus se dote en outre de

deux écrans Oled avec une déﬁnition de 1 080 x 1 200 pixels chacun. Le champ de vision s’agrandit à 110°, avec une fréquence d’afﬁchage montant à 90 Hz.

D.r.

DeS PerForMAnceS en ProGrÈS conStAntS

ProDuctIon

INDUSTRIE

> Outils pneumatiques WEB AVIS D’EXPERT « Les Cave font de la résistance » Pour métaux et plastiques

Face aux casques de réalité virtuelle, les Cave, ces cubes formés de plusieurs écrans, feraient-ils de la résistance ? Dans une tribune, Christophe Chartier, président et fondateur d’Immersion, l’un des grands intégrateurs français des systèmes de réalité virtuelle, pose la question. Il relativise la polyvalence des casques de réalité virtuelle. «répondent-ils aux besoins et usages des industriels et des entreprises?», s’interroge-t-il.

Coupe droite Coupe d'angle Coupe en bout Sertissage Cintrage Goupillage Pose de cosses nues ou isolées Poinçonnage Pliage, etc.

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l’interaction avec l’environnement virtuel et l’immersion. «Pour la perception utilisateur, il y a une différence entre le réel et le virtuel, notamment dans les distances et les échelles. La prochaine étape sera de proposer des algorithmes qui réduisent ces différences de perception. Pour l’interaction, on est parfois frustré par ce qu’on ne peut pas faire dans le virtuel. La prochaine étape serait de trouver des périphériques pour inventer le concept d’interaction en 3D, comme on a trouvé le clavier et la souris pour le 2D. Et pour l’immersion, les modalités importantes sont la capacité de locomotion et le toucher. La prochaine étape sera d’intégrer l’haptique pour ajouter le toucher à la vision.» Ainsi, d’ici quelques années, un ingénieur pourra sûrement modifier les objets en réalité virtuelle directement avec ses mains avec, sur la peau, le ressenti des textures. ●

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cc SÉVERINE FONTAINE sfontaine@industrie-technologies.com

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en couverture

InnovatIons au-delà du réel… Sensation, retour de force, manipulation… les constructeurs ne cessent d’innover pour donner de nouvelles dimensions à la réalité virtuelle et augmentée. À la clé : une amélioration continue de la qualité de l’immersion. Pour ce faire, ils misent sur de nouveaux équipements, pour des applications plus étonnantes que jamais. PhiliPPe Passebon

Des ultrasons à fleur De peau

les maquettes au bout Des Doigts

Ce gant développé par le CEA-List peut interagir avec des maquettes numériques dans les environnements de réalité virtuelle. Il est compact et léger grâce à l’utilisation d’un unique moteur à retour d’effort, auquel est associé un mécanisme simulant la déformation de la pulpe du doigt afin de conserver un retour haptique 3D.

Cette grille de haut-parleurs à ultrasons mise au point par la start-up britannique UltraHaptics stimule les mécanorécepteurs cutanés. Elle permet ainsi de sentir et manipuler dans l’air des formes en 3D de la réalité virtuelle ou augmentée grâce à l’émission d’ultrasons. Fin 2016, un partenariat de la start-up avec Immersion a été dévoilé, pour utiliser la technologie Ultrahaptics avec un casque Hololens.

Un capteur imaginé par la jeune pousse californienne Leap Motion placé sur ce casque assure le tracking des mains, via un faisceau infrarouge. Il permet ainsi de se passer des manettes ou des gants encombrants.

CEA LIStE ; R.R.

la réalité virtuelle à mains nues

proDuction

les textures à bras-le-corps

Cette combinaison (AxonSuit, en noir) se porte au-dessous d’un exosquelette (AxonStation). L’un et l’autre ont été conçus par la start-up de Seattle Axon VR. La combinaison transmet au corps des informations tactiles ou thermiques, et donne différentes sensations de textures. L’exosquelette pourra interpréter les mouvements de l’utilisateur afin de les retranscrire dans le monde virtuel et faire agir la combinaison en conséquence.

Des Données plein les yeux

Cette visualisation des données en réalité virtuelle a été imaginée par Virtualitics, une start-up fondée par un groupe de spécialistes de la Nasa et de Caltech. Plus naturelle pour l’être humain, la visualisation en 3D permet d’afficher des corrélations multidimensionnelles entre les données qu’il serait très difficile de percevoir autrement.

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en couverture

ConCeption Vers la fin des maquettes Toutes les étapes précédant la production sont aujourd’hui compatibles avec la réalité virtuelle. Bien plus que les coûteux caves, les casques grand public se répandent dans l’industrie. ils permettent de réaliser à moindre coût des visites virtuelles de chaînes de montage, des tests de postes de travail et des réunions de travail immersives.

de production à l’aide d’une vue isométrique, on peut s’y promener de manière quasi naturelle. «La réalité virtuelle permet une immersion à l’échelle 1. On peut alors percevoir des volumes et des distances comme dans la vraie vie, alors que sur un écran c’est impossible», fait valoir Fabrice Baeli, directeur général de Pixyz, un éditeur de logiciel de réalité virtuelle.

Concevoir rapidement

Avec le projet Orion, Leap Motion veut laisser l’utilisateur visualiser ses mains et les utiliser comme des outils de création dans le monde virtuel. Muni d’un casque Oculus, il peut déplacer ou modifier les objets virtuels du bout de ses doigts.

Able est un exosquelette qui permet de sentir des efforts sur les bras et les mains. Proposé par Haption, l’exosquelette peut s’utiliser comme moyen de pilotage de la simulation physique en réalité virtuelle pour les applications industrielles liées à la conception de l’usine numérique.

Construire une maquette forcément imprécise, limitée par des matériaux en petite quantité, pour un résultat à une échelle de fourmi: le bâtiment a lui aussi tout à gagner à passer au virtuel. Si la maquette était jusqu’alors la seule façon d’obtenir une représentation concrète du futur lieu, le degré d’immersivité de la VR en fait aujourd’hui un outil privilégié, car largement moins coûteux et plus précis. En liaison avec les logiciels de CAO, la maquette en VR rendra compte des contraintes physiques réelles des matériaux, tout en offrant la possiblité de « se déplacer » à l’intérieur de la construction. «La motivation derrière cela, c’est de pouvoir faire l’expérience des choses », expose David Nahon, directeur de la division Immersion Virtuelle au 3D-Experience lab de Dassault Systèmes. «Le sentiment d’immersion en VR – on parle de présence – est évident quand des utilisateurs se retrouvent sur des passerelles en hauteur: même en étant conscient d’être au bureau, personne ne va volontairement dans le vide…», remarque Ian McGregor, directeur d’Emulate3D, un éditeur britannique de logiciels de réalité virtuelle. La maquette VR permet donc de réunir le sentiment d’y être, et la possibilité de modification du numérique.

improov 3 ; D.r.

lle est là devant lui, évidente. L’erreur que l’ingénieur vient de constater sur la chaîne de montage ne se voyait pas ou mal sur les plans… À ce stade, faudra-t-il des centaines de milliers d’euros pour la corriger ? Pas si l’ingénieur, comme c’est désormais possible, évolue au sein d’un modèle entièrement virtuel, casque HTC Vive –le plus courant– sur la tête. Dans ce cas, il suffit donc de modifier les plans en quelques clics, et le tour est joué! Par rapport à la 3D classique, la réalité virtuelle (VR pour virtual reality) permet non seulement de voir un objet, mais aussi de l’appréhender de façon intuitive. Plus besoin d’imaginer comment sera l’unité

production

Le prototype en bois devient virtuel

L’intervenant

La maniabilité des machines, dans le secteur du conditionnement pharmaceutique, est traditionnellement testée par les opérateurs sur des prototypes à échelle réelle.

AvAnt

ESI Group est un fournisseur de solutions de protoypage virtuel, déjà répandues dans l’automobile, l’aérospatial et l’aéronautique. L’entreprise participe à étendre l’utilisation de cette technologie à d’autres industries comme le secteur pharmaceutique.

Ces lignes prototypes, fabriquées en bois, sont encombrantes et difficilement transportables. Les spécificités de chaque ligne, ici par exemple l’exigence de stérilité, implique une configuration unique pour chacune de ces maquettes, qu’il est difficile d’adapter en fonction des changements de conception.

Après L’environnement recherché est créé sur mesure plus rapidement que la maquette en bois. Les modèles CAO en taille et temps réels sont reconfigurables en quelques heures de programmation à peine, en fonction des problèmes soulevés.

Un système de projection transportable montable en moins d’une heure permet de faire voyager la maquette virtuelle.

D. R.

La société L’ETI allemande Bausch et Ströbel fournit des machines de conditionnement pharmaceutique aux plus gros laboratoires pharmaceutiques.

INDUSTRIE & TECHNOLOGIES n° 997 AVRIL 2017

Les ingénieurs de Bausch et Ströbel s’immergent dans un environnement en 3D, et peuvent interagir avec les modèles CAO en taille et temps rééls. Les essais peuvent être enregistrés.

Les ingénieurs peuvent être représentés sous forme d’avatar ou interagir eux-mêmes avec le modèle pour simuler plusieurs scénarios : à la fois l’assemblage et le désassemblage des machines et le fonctionnement de la ligne. cc PhiliPPe Passebon ppassebon@industrie-technologies.com

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«Les casques démocratisent la réalité virtuelle de deux façons. Leur prix d’abord, mille fois plus bas que celui des Cave (Cave Automatic virtual Environment), rend cette technologie accessible aux pmE. Leur facilité d’utilisation, ensuite, la met entre les mains de personnes qui ne sont pas forcément spécialistes de la 3D, mais des expertes de leur métier. Nous travaillons, par exemple, à l’ergonomie des postes de travail avec Haption, une entreprise d’interfaces haptiques issue du CEA. même pour ceux qui sont habitués à travailler avec les logiciels 3D, les casques permettent d’aborder des objets complexes et pluridisciplinaires, comme des moteurs, de façon directe et intuitive, puisque l’environnement virtuel reproduit les gestes.»

Or c’est aussi le rêve de tout concepteur: présenter un objet abouti à l’utilisateur final, qui pourra le modifier à l’envi. Si les solutions de réalité virtuelle ne sont pas encore parfaites, elles permettent toutefois de répondre en partie à cette aspiration. Il est désormais possible de concevoir un poste de travail virtuel que le technicien pourra essayer avant validation. On peut même inclure des retours d’effort basiques pour une immersion plus complète. Autre promesse de la VR: mettre fin aux réunions en face-à-face à l’autre bout du monde après dix heures de vol et autant de décalage horaire. C’est du moins ce que met en avant MiddleVR avec sa solution Improov³. Il s’agit de créer une salle de réunion virtuelle où chacun peut se connecter – par webcam ou en réalité virtuelle – et manipuler de manière collaborative des

Remettre du réel dans le virtuel

Pour y arriver, il est nécessaire de remplir deux conditions: il faut que l’utilisateur puisse voir ses propres mains en VR, et qu’il ressente un retour haptique quand il appuie sur un bouton ou saisit un objet. Pour la première condition, la seule solution existante est encore peu répandue : il s’agit du Leap Motion, un petit boîtier contenant une caméra infrarouge qui se branche sur les casques VR pour faire apparaître les mains de l’utilisateur dans le monde virtuel. Au-delà des mains, c’est tout le corps qui devra, à terme, être représenté en VR. «On parle de virtualité augmentée», précise David Mahon. «Il s’agit de réinjecter du réel dans le virtuel pour répondre à la question du langage corporel, indispensable à l’aspect collaboratif nécessaire aux échanges en entreprise». Pour le directeur de la division Immersion Virtuelle de Dassault, cela passera par des caméras 3D sur les casques et dans la pièce, quand la technologie sera mature. La seconde condition d’un toucher réaliste, le retour de force, reste pour l’instant difficile à remplir. Des sociétés comme Haption, un spin-off du CEA, offrent des solutions sur mesure où l’utilisateur VR se retrouve à utiliser un exosquelette relativement volumineux qui reproduit les tensions et poids des modèles de CAO. ● cc Robin LambeRt redaction@industrie-technologies.com

D.r.

DaviD NahoN Directeur Du laboratoire immersion virtuelle au 3DeXPerience lab De Dassault systèmes

objets CAD en 3D. Une nouvelle façon peu chère, rapide et précise de présenter un projet virtuel à des investisseurs ou des clients, où qu’ils soient. Si la VR commence à déployer son potentiel pour la phase de conception, il lui reste encore plusieurs limites techniques à franchir pour devenir l’outil idéal. Le premier défaut cité par l’essentiel des acteurs du marché, ainsi que par ceux qui découvrent les casques, est que l’on ne voit pas ses propres mains en VR. Si la remarque peut paraître amusante au premier abord, elle est pourtant symptomatique du besoin de ressenti sensoriel lors de l’expérience virtuelle. La vision peut être «trompée», mais pas le toucher, notre second sens pour appréhender le monde qui nous entoure.

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Formation Des casques pour appréhenDer la Dure réalité

Dans le masque de réalité virtuelle HTC Vive, l’individu est embarqué dans son environnement de travail. Il est dirigé étape par étape dans la tâche qu’il doit effectuer et peut interagir avec les éléments qui l’entourent grâce à des manettes.

our certaines activités, il est loin d’être évident de former les opé rateurs aux contraintes du métier dans les conditions réelles, avec le risque que cela implique. Pour y remé dier, la réalité virtuelle et augmentée offre aux collaborateurs une formation efficace, dans des conditions quasi réelles, mais sans danger, et avec un coût moindre. Presque tous les secteurs industriels sont concernés : l’énergie, le transport ferro viaire, l’aéronautique ou la production de métaux, entre autres. « Avec cette nouvelle technologie, nous pouvons simuler de manière réelle la ges tion du stress, fait valoir Thibault Vallon, responsable du centre de compétence chez Thales et spécialisé dans la réalité virtuelle et augmentée. Il est nécessaire que le scénario que perçoit l’utilisateur soit pertinent, proche de la réalité. »

Thales travaille avec des ergonomes pour avoir un système répondant le plus efficacement possible aux besoins des clients. «Il faut que les formations soient courtes et efficaces. » Courtes, puisqu’il n’est pas envisageable de demander à un individu en formation de porter le casque de réalité virtuelle sur la tête trop long temps, à cause d’effets indésirables pou vant apparaître au bout d’une vingtaine de minutes d’immersion.

Rendre l’expérience toujours plus immersive

Pour apprendre à ses collaborateurs les normes de sécurité des centres électri ques, le gestionnaire de réseaux Enedis utilise par exemple la solution fournie par Numix (avec les technologies de Sam sung Gear VR, HTC Vive). Ainsi, pour maîtriser la procédure de débranchement

du disjoncteur, toutes les différentes étapes à respecter sont visibles dans le casque et guidées pas à pas. Numix per met même de s’autoformer à distance. Un autre projet pour la simulation de maintenance, est en cours de développe ment sur le HTC Vive. Parfois, un procédé industriel nécessite que plusieurs individus collaborent. Jungle VR a ainsi ajouté la « 4D » à sa solution. À savoir : l’ajout de capteurs supplémentaires externes au casque, comme des caméras 360° ou encore des ventilateurs, dispersés dans une salle dédiée de 3 mètres sur 4. Résultat : une immersion plus profonde, et surtout la possibilité de former jusqu’à trois per sonnes simultanément. Pour rendre l’expérience encore plus immersive, HTC ajoute des accessoires (manettes dans les mains ou intégrées à des bottes). Dans tous les cas, la qualité du rendu, qui permet de se projeter dans les condi tions réelles d’exécution, dépend du réa lisme de la réalisation. Celuici peut être peaufiné grâce aux documents existants chez les industriels, ou via une cartogra phie directe des sites. «Lorsqu’on peut se déplacer, nous utilisons la vidéo et la photo HD, que nous intégrons dans un environnement en 3D », précise Pierre Magnier de Jungle VR. Thales a par exemple réalisé la modé lisation à partir de photos et de ses propres modèles créés par scanner haute précision. « Cela dépend de la demande du client et son niveau d’exigence », pré cise Thibault Vallon. « Il est fondamental que notre socle technologique soit sécu risé, car on reproduit l’environnement ou la connaissance métier d’un industriel. L’ensemble de ces processus représente la valeur métier des clients. Dans tous les cas, si l’outil n’est pas sécurisé, il ne sera jamais adopté par un industriel. » ● cc Séverine Fontaine sfontaine@industrie-technologies.com

D. R.

Dans les environnements risqués ou avec des contraintes géographiques, difficile de former ses salariés aux procédés à maîtriser dans leur métier. En utilisant la réalité virtuelle et augmentée, les industries peuvent initier efficacement et n’importe où leurs équipes.

production

Chez GRTgaz, les nouvelles recrues s’exercent sans risque Pour former à la maintenance gazière ses nouveaux salariés, sans les exposer aux risques du terrain, GRTgaz avait créé un simulateur via une interface Excel. Jugé trop éloigné des conditions réelles d’exercice, il a été transformé avec succès en un dispositif plus attirant reposant sur la réalité virtuelle.

Le probLème Les jeunes diplômés recrutés par GRTgaz ne sont pas complétement formés à la réalité du terrain de la maintenance gazière. À leur arrivée dans l’entreprise, il est donc indispensable qu’ils puissent s’exercer pour acquérir les bons gestes. Il est bien sûr possible de le faire sur de vraies installations. Toutefois, «certaines actions rares ne peuvent être effectuées sans affecter la continuité et la sécurité des ouvrages gaziers », estime Thierry Escaffre, à la direction des opérations chez GRTgaz. «Notre principal besoin était donc de trouver une solution permettant aux nouveaux arrivants de réaliser

des actes techniques et d’appréhender leurs conséquences sur les installations dans des conditions très proches du réel. » Pour former ses apprentis, GRTgaz avait réalisé en 2014 un premier simulateur, sur une interface Excel. Plus exactement, il s’agissait d’un poste de livraison de gaz sur lequel l’utilisateur s’exerçait à la gestion de la pression. « Notre système était très convaincant techniquement, mais il a moyennement pris chez les utilisateurs, car il était trop loin de la réalité du terrain. »

La soLution L’arrivée sur le marché des casques de réalité virtuelle a ouvert de

nouvelles perspectives à GRTgaz. L’entreprise a alors eu l’idée de développer sa propre solution, en associant la réalité virtuelle à un simulateur de poste de livraison du gaz naturel. Concrètement, GRTgaz a «recyclé» le cœur de calcul de son système reposant sur Excel, en l’associant avec la réalité virtuelle. Cette solution, baptisée « ITXVR » pour Immersive Training eXperience Virtual Reality est conçue pour être utilisée avec le casque HTC Vive. Elle a été livrée en mars 2016 à GRTgaz par la start-up Middle VR, sur les compétences de laquelle le gazier a choisi de s’appuyer après un appel d’offres. « Au-delà de l’immersif, il y a beaucoup d’interactions possibles avec le décor, comme déclencher une fuite, lancer le passage du gaz, etc. Les gants virtuels (représentés par les manettes HTC dans le réel, ndlr) permettent cette interaction », ajoute Thierry Escaffre. Désormais, les salariés peuvent apprendre par la répétition du procédé et des gestes grâce à la réalité virtuelle. Chaque session de formation dure une heure environ : une vingtaine de minutes pour expliquer le fonctionnement du casque et du matériel, deux exercices de quinze minutes pouvant être poussés à trente minutes par la suite et quinze minutes de débriefing.

D.R.

Le résuLtat Pour éviter les risques liés à un apprentissage sur le terrrain, GRTgaz a choisi la réalité virtuelle pour former ses salariés.

INDUSTRIE & TECHNOLOGIES n° 997 AVRIL 2017

Depuis le déploiement de cette solution en mars 2016, plus de

GrtGaz en breF GRTgaz est une entreprise de transport de gaz naturel qui possède et exploite en France un réseau de gaz naturel à haute pression. La société de 3 000 salariés dispose de 4 500 postes permettant de livrer le gaz naturel aux clients (industriels et autres consommateurs) et 32 400 kilomètres de réseau. La société est détenue à 75 % par Engie et 25 % par la Société d’infrastructures gazières.

trois cents utilisateurs ont déjà pu la tester. Les retours d’expériences, collectés de façon méthodique par des questionnaires, s’avèrent très positifs, selon le représentant de la société : « La solution a eu un très gros succès auprès de nos utilisateurs. Selon plusieurs critères d’appréciation, nous avons eu plus de 90 % d’évaluation “très bien” ». Actuellement, une version 2 de la solution est en cours de préparation. Elle permettra de se rapprocher encore plus des besoins et de rendre les modules de formation autonomes. Autre nouveauté : à partir de fin mars, Thierry Escaffre va faire passer les premiers exercices de validation certifiant au salarié son habilitation au gaz. ● cc Séverine Fontaine sfontaine@industrie-technologies.com

en couverture

En pratiquE adoptEz la réalité augmEntéE pour vos procédés Profitant des formidables progrès de l’informatique embarquée et de l’essor de l’usine 4.0, les exemples d’applications industrielles de la réalité augmentée se multiplient. C’est peut-être le moment de vous lancer également. Nos conseils pour faire le premier pas.

ans une usine, un opérateur cherche, en urgence, le manuel de réparation d’une machine tombée en panne. Arrivé devant la machine, il se rend compte qu’il lui manque les données liées à l’historique de maintenance. Puis, au téléphone avec l’expert qui doit lui expliquer comment intervenir, il se retrouve incapable d’expliquer précisément ce qu’il a devant les yeux… Et le temps, lui, s’écoule depuis que la machine est arrêtée ! Bien sûr, les obstacles ne s’amoncellent pas toujours de cette façon. Pourtant, pour éviter une situation qui se rapprocherait de celle-ci, l’idéal serait que la bonne information puisse, en temps réel, être communiquée en fonction de la pièce qu’un opérateur a devant les yeux et de l’opération qu’il effectue. Cette solution miracle a un nom: la réalité augmentée (RA). Développée depuis une dizaine d’années, testée en milieu industriel depuis quatre ou cinq ans, elle se déploie aujourd’hui sérieusement dans l’industrie, grâce aux progrès des

400 %

C’est la croissance prévue en 2017 pour le marché des produits de réalité augmentée à destination de l’industrie, notamment la logistique et la production. (Source : ABI Research, décembre 2016)

logiciels et des supports matériels associés. En quelques mots, la RA consiste à superposer au monde réel des informations contextuelles numériques, sur l’écran d’une tablette, d’un smartphone ou de lunettes ou même directement sur l’objet concerné via un vidéoprojecteur. Pour appliquer concrètement cette technologie chez soi, quelques points méritent une attention particulière avant de se lancer.

1Définissez vos besoins

Le besoin de base auquel répond la RA est d’avoir accès très rapidement à des informations, notamment à l’historique et à la documentation des équipements industriels. Aujourd’hui, formation, maintenance et contrôle qualité sont les postes pour lesquels elle est la plus mûre. «Presque 50% des opérations de maintenance s’effectuent sur des mauvais équipements, pointe Anne-Pépin Lehalleur, responsable marketing IoT et services avancés chez

Milliards de dollars C’est ce que pourrait peser le marché de la réalité augmentée en 2020. Il serait alors plus important que celui de la réalité virtuelle (22 milliards), contre respectivement 1,2 et 2,7 en 2016. (Source : Digi-Capital, janvier 2017)

80 °

C’est le champ de vision optimum en termes de confort pour l’utilisateur visé par les fabricants de casques ou de lunettes. Le casque Smart Helmet de Daqri est le premier à atteindre ce niveau, alors que les autres appareils plafonnent encore à 45°.

Schneider Electric, qui a lancé sa solution en octobre 2016. Je ne vois pas de domaine où la réalité augmentée ne serait pas utile.» Car la réalité augmentée peut aussi aider l’opérateur à gagner en efficacité pour les assemblages et montages complexes, ou pour faire intervenir un expert à distance, qui « voit » via la caméra de l’appareil… «Pour l’assemblage, elle répond aux tendances de flexibilité des usines, comme sur les chaînes multimodèles», fait valoir Nicolas Chancelle, directeur de la technologie au sein de la société d’ingénierie Segula Technologies. Elle permet aussi de diminuer le nombre d’erreurs, le support de RA enregistrant toutes les opérations effectuées. Ces informations peuvent être couplées aux données enregistrées par l’outil utilisé, comme la clé de serrage des vis. Elle peut même participer à rendre le poste un peu plus attractif, font valoir d’autres groupes d’ingénierie. Reste que tous les postes n’en ont pas besoin. Les retours d’expériences attestent qu’un réel retour sur investissement est bien associé à ces technologies. Toutefois, modifier un procédé industriel est en retour coûteux. Pour se faire une idée de l’utilité que vous pourriez tirer de la réalité augmentée, de nombreux exemples de cas d’usages sont accessibles. L’initiative d’Airbus, précurseur en 2011 lorsqu’il conçoit en interne sa solution, Mira (Mixed Reality Application), dans le but de standardiser la qualité à travers son réseau mondial de centres de production, est un excellent cas d’école. L’avionneur témoigne que

production

Segula libère les mains des opérateurs il n’y a pas que les lunettes pour libérer les mains. un vidéoprojecteur, utilisé ici sur une pièce automobile, projette les infomations relatives à une opération d’assemblage. Airbus contrôle la qualité de ses montages Plus besoin de données papier : sur cette ligne d’airbus, les données d’assemblage sont enregistrées sur la tablettes et les opérateurs valident en temps réel chaque étape du montage grâce à des tablettes.

Schneider Electric optimise la maintenance de ses armoires électriques. il suffit à l’opérateur de reconnaître un tag sur une armoire électrique de schneider à l’aide d’une tablette pour en montrer l’intérieur, avec l’historique de maintenance associé.

le déploiement de Mira pour l’inspection des fuselages de l’A380 a réduit le temps d’inspection des supports des systèmes de trois semaines à trois jours. Le géant français peut aujourd’hui attester de sa propre expérience positive pour commercialiser la solution sous le nom de Testia.

Guittet PasCal ; D.R.

votre fournisseur 2Choisissez de solution

Il existe de nombreuses solutions de RA commercialisées par des entreprises françaises et même déjà plusieurs fournisseurs spécialisés pour l’industrie. Plusieurs sont des start-up: Diota, issue du CEA, Robocortex, issue de l’Inria, Allucyne… D’autres sont des filiales de groupes spécialisés dans le logiciel, comme Diginext, filiale du spécialiste de la documentation 3D CS Communication & Systèmes, ou encore des PME comme Theoris, auxquelles il faut encore ajouter les sociétés d’ingénierie qui proposent leurs solutions, comme Schneider Electric, ou Actemium. Leur connaissance de l’industrie et de votre métier est évidemment un critère important de choix entre toutes ces solutions. Notamment pour vous fournir des scénarios d’usage sur mesure, comme enchaîner des tâches pour construire des

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processus de maintenance ou d’apprentissage. Diota, par exemple, est souvent citée pour les hautes performances de sa technologie. Mais ce qui lui permet aujourd’hui d’avoir des ambitions à l’international est qu’elle a su créer un partenariat avec le groupe d’ingénierie Segula Technologies pour créer le contenu adapté aux besoins industriels. Quant aux performances techniques, «il n’y a pas de logiciel qui se détache vraiment des autres, juge Grégory Maubon, cofondateur de RA’pro, une association de promotion de la réalité augmentée, sur le site Web de laquelle sont listés les fournisseurs de solutions. Du moins pour les applications usuelles, car les algorithmes et capteurs de reconnaissance, de localisation,

ou de cartographie sont encore en pleine évolution et à surveiller de près.

pour le support 3Optez adapté

A la dimension logicielle, il faut ajouter le choix incontournable du support matériel. Attention, alertent les spécialistes, les casques et lunettes de RA offrent des réelles promesses, mais ne sont pas encore totalement prêts pour tous les usages industriels. Ils ont cet avantage significatif, comparé aux tablettes ou smartphones, de libérer les mains de l’opérateur. Toutefois, l’ergonomie finale reste à trouver. « Les lunettes sont presque au point, précise Grégory Maubon. Mais faire un appareil grand public est une chose, en

en couverture

faire un adapté au contexte industriel en est une autre: elles sont encore souvent dotées d’une autonomie de batterie ou d’une connectivité limitée, et ne sont pas certifiées Atex (atmosphères explosives). Quant à l’ergonomie, on tâtonne encore.» Tandis que de nombreuses solutions de tablettes «durcies» sont déjà parfaitement adaptées à ces solutions. Et pour un poste fixe sur lequel il s’agit d’afficher les données nécessaires, le plus simple est encore de loin le vidéoprojecteur, qui permet aussi d’avoir les mains libres. Parmi toutes les offres en développement ou récemment en commercialisation, les lunettes Hololens que Microsoft a lancées sur le marché en novembre 2016, ou le casque que Daqri a conçu avec Intel ne laissent pas de doute possible quant au fait que lunettes et casques seront bientôt des éléments incontournables. Quel qu’il soit, vérifiez en tout cas que l’outil que vous retiendrez est assez puis-

sant pour permettre le calcul nécessaire. Si c’est une tablette, elles sont nombreuses sur le marché à être tout à fait adaptées à ces applications. Et l’on peut prédire, au vu du projet Tango de Google, qu’elles pourront même bientôt, à l’instar des Hololens, scanner en 3D et en temps réel leur environnement! Il vous faudra enfin aussi vérifier que vous pourrez techniquement utiliser la réalité augmentée là ou vous le souhaitez. Les points d’attention: l’éclairage, un environnement trop lisse, dans lequel les formes ne se dégagent pas suffisamment les unes des autres, ou la connectivité limitée de l’endroit visé avec le système d’information.

pour passer 4Profitez-en à l’usine 4.0 !

Pour choisir votre solution de RA, vous devrez aussi valider que la partie logicielle de la solution répond aux contraintes du système d’information de l’entreprise.

Localiser le virtuel par rapport au réel C’est le fond du problème. Dans le cas de Pokemon Go, la réalité augmentée est basée sur les données GPs, la boussole interne et les accéléromètres du smartphone. Mais avec une précision très insuffisante pour des applications industrielles ! Pour localiser un objet précis à l’intérieur, il est possible d’utiliser des marqueurs, mais la solution optimale est évidemment la reconnaissance d’images à laquelle sont associées trois briques technologiques. « L’edge based tracking » est à la base des solutions actuelles : le logiciel reconnaît son environnement à partir d’un modèle 3D pré-enregistré, ce qui permet par exemple de créer des scénarios pour enchaîner des tâches. la solution doit pouvoir s’adapter au changement de conditions extérieures. La cartographie de l’environnement en temps réel permet d’intégrer de nouveaux éléments, ou de créer une maquette 3D, ce que savent faire les lunettes Hololens. La géolocalisation sans GPS va au-delà

Google a lancé en 2016 la technologie Tango avec pour ambition de révolutionner le monde de la réalité augmentée grâce à un simple smartphone imaginé par Lenovo. Il permet de scanner notre environnement proche pour le recréer en 3D.

de la reconnaissance de l’environnement, en donnant une information sur la distance entre l’acteur et son environnement. C’est ce que propose alphabet (Google) avec sa technologie tango. le géant du Web a proposé en 2016 un kit de développement, via une tablette dotée de capteurs de profondeur spécifiques.

Et bien sûr, si vous souhaitez utiliser la technologie sans marqueur de type QRcode, il vous faudra avoir numérisé en amont vos procédés. La réalité augmentée n’est qu’un pan parmi les différentes briques qui sont celles de l’usine 4.0, mais devra être compatible avec toutes les données issues des objets connectés, réalité virtuelle, big data ou encore 3D dans l’usine. Des éditeurs de logiciels tels que PTC ou Capgemini intègrent même directement aujourd’hui des briques de RA dans leur système d’information à destination des industriels. Coté compatibilité des solutions logicielles et outils matériels, comme beaucoup d’autres, les technologies de RA sont soumises à l’inévitable guerre des standards. Ainsi, pour l’instant, la solution Vijeo 360 de Schneider ne fonctionne qu’avec IOS.

les évolutions… 5Surveillez et lancez-vous !

La réalité augmentée en est à ses débuts sur les lignes de production, aussi soyez attentifs aux nouveautés sur le marché, car les technologies progressent vite, notamment quant à la qualité de l’affichage. Toutefois, inutile d’attendre plus longtemps pour vous lancer. Telles quelles, en effet, les technologies de RA peuvent déjà beaucoup et vous devrez adapter la technologie à votre poste et à votre système d’information. Plus tôt vous aurez un retour d’expérience sur la manière dont vos opérateurs s’emparent de la technologie, mieux vous pourrez vous préparer à la suite. Il y a dix ou quinze ans, des premiers prototypes sont sortis qui ont déçu. Depuis, algorithmes, puissance de calcul et capacités d’affichage se sont nettement améliorés, constate Patrick Sayd, du CEA. «Toutefois, les industriels français, grands ou petits, restent frileux devant cette technologie dont le retour sur investissement est évidemment moindre que celui de la robotisation. Nos voisins allemands sont plus pragmatiques.» Un peu d’audace et beaucoup de pragmatismes donc, pour plonger dans la réalité augmentée. ● cc philippe passeboN ppassebon@industrie-technologies.com

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produits

production

les usines adoptent la réalité augmentée

asques, lunettes, ou simplement des tablettes et vidéoprojecteurs: les solutions de réalité augmentée (ou AR pour Augmented reality), arrivent sur le marché. Si ces premiers essais ne sont pas encore à la hauteur des nouvelles de science-fiction de William Gibson ou de Neal Stephenson, ils annoncent bien la venue d’un nouvel outil de travail. Son principe consiste à superposer au monde réel un modèle 3D ou des informations numériques issues d’une base de données ou de capteurs. Aujourd’hui, la plupart des solutions utilisent soit des tablettes à interposer entre le technicien et son objet de travail, soit des vidéoprojecteurs affichant directement des instructions de montage, par exemple sur un moteur ou une turbine.

Cependant, la réalité augmentée est à la veille d’une évolution importante: des appareils électroniques dédiés voient le jour, comme l’Hololens de Microsoft ou le casque Daqri. Concrètement, il suffit à l’utilisateur de chausser une paire de lunettes sur les verres desquelles seront projetées les informations numériques. Les designs sont assez larges pour permettre de garder ses lunettes de vue sur le nez, un avantage par rapport aux casques de réalité virtuelle type Vive ou Oculus. « Les lunettes de réalité augmentée restent pour l’instant trop fatigantes pour les techniciens », prévient tout de même Bruno Puechoultres, vice-président stratégie et innovation de Keonys, une PME française spécialisée dans la gestion du cycle de vie des produits (PLM), qui propose la réalité augmentée à ses clients

depuis mi-2015. «Même l’Hololens, avec ses 600 grammes, est trop lourd à porter plus de quelques dizaines de minutes. Le confort visuel n’est pas non plus au rendezvous», renchérit Nicolas Lepape, chef de projet réalité virtuelle et augmentée pour Safran, où une dizaine d’expérimentations AR fonctionnent en ce moment. Le champ «augmenté» de vision de l’Hololens est en effet limité: il correspond environ aux dimensions d’un smartphone à une quinzaine de centimètres du visage. L’autonomie de la batterie –2h30 annoncé par Microsoft – peut aussi compliquer un usage continu journalier.

Le défi n’est pas que matériel, les logiciels doivent suivre

Si les appareils en réalité augmentée se miniaturisent de plus en plus – il existe des modèles grand public à moins de 100grammes-, il n’existe pas encore de solution mêlant une puissance de calcul permettant un affichage 3D précis, un vrai confort de l’utilisateur, et une indépendance du dispositif AR vis-à-vis de la batterie et de l’ordinateur. «Pour que la réalité augmentée rejoigne le monde du contrôle des pièces, il faut que la précision

Les appareiLs incontournabLes

Le moins cher : La tabLette interface tactile intuitive, faible coût, standard éprouvé et portabilité : la tablette est pour l’instant l’un des deux avatars les plus courants de la réalité augmentée dans l’industrie, avec le vidéoprojecteur. Ses défauts : une puissance de calcul limitée par rapport à un ordinateur fixe et l’impossibilité d’avoir les mains libres lors de l’utilisation, du moins sans accessoires.

Le pLus ergonomique : Le vidéoprojecteur La réalité augmentée (ar) en kit mains libres, à un prix abordable. Le vidéoprojecteur standard, monté sur un bras articulé, permet au technicien de travailler en simultané avec la projection augmentée. Le dispositif peut utiliser un ordinateur et donc avoir une bonne puissance de calcul. Seuls points noirs : un système AR très peu mobile, et qui ne fonctionne plus si l’utilisateur s’interpose entre le vidéoprojecteur et l’objet de travail.

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Mettre une paire de lunettes, appuyer sur un bouton, et voir la chaleur, les champs magnétiques, les schémas techniques en surimpression sur le monde industriel : la réalité augmentée a tenu ses promesses. Depuis quelques années, des solutions logicielles et matérielles se font une place dans les usines.

Le casque qui démocratise la réalité augmentée

de l’affichage augmente. Aujourd’hui, nous sommes encore limités par les webcams qui captent l’objet réel, et nous pensons à passer en 4K pour essayer de régler ce problème», détaille Nicolas Lepape. Enfin, la mobilité des solutions AR non connectées au réseau de l’entreprise pose encore problème: il est difficile de faire tenir une base de données 3D dans les quelques dizaines de gigaoctets de mémoire des cartes SD embarquées.

Malgré ces remarques, le marché des lunettes de réalité augmentée représentait déjà 6 millions de dollars en 2016, et devrait exploser pour atteindre les 3,6 milliards de dollars en 2025, selon le cabinet d’étude Forrester Research. En effet, selon Bruno Puechoultres, les grandes entreprises industrielles sont «à un ou deux ans d’un déploiement industriel » qui franchirait le cap de la preuve de concept. Même son de cloche du côté

Le pLus mobiLe : Les Lunettes et casques La réalité augmentée en tout inclus : facile à déplacer, ils laissent les mains libres et permettent à l’utilisateur d’être au plus près de son objet de travail. Les lunettes et casques AR présentent pourtant encore bien des inconvénients. Les solutions, encore émergentes, sont dispendieuses, la puissance de calcul embarquée ne permet pas un snapping immédiat, et le poids et l’encombrement visuel repoussent encore les techniciens.

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Daqri en partenariat avec Intel a conçu un casque destiné aux personnes travaillant sur un chantier. L’appareil est composé d’un casque qui utilise un processeur Intel m7 et de lunettes qui affichent des informations en tête haute. L’équipement est doté d’une caméra RealSense 3D et plusieurs capteurs qui suivent les mouvements de son porteur. L’outil peut, par exemple, détecter des déperditions de chaleur et afficher l’intérieur des tuyaux lors d’opération de maintenance.

de Safran: «Nous croyons en cette technologie, qui pourrait être opérationnelle dès fin 2017, même si les cas d’usages de contrôle [des pièces mécaniques] mettaient deux ans à se concrétiser.» Selon Nicolas Lepape, la réalité augmentée atteint le 7 sur 9 sur l’échelle TRL (Technology Readiness Level, qui mesure le niveau de maturité des technologies), pour certains cas d’usages. Le défi n’est pas seulement matériel: il faut que l’entreprise possède des données à jour et complètes à afficher dans la réalité augmentée, et que les solutions logicielles suivent. «N’investissez pas dans ces nouvelles technologies si vous n’investissez pas dans l’entreprise numérique», conseille ainsi Bruno Puechoultres, qui recommande d’insérer la réalité augmentée dans un écosystème numérique complet. « Rien ne sert d’avoir de la réalité augmentée si l’information que vous voulez afficher a été

produits

annotée au crayon sur un plan papier », fait-il valoir. «Il est primordial que la réalité augmentée soit robuste, précise, qu’elle puisse fonctionner sans marqueur et enfin que le logiciel soit suffisamment ouvert pour être mis à jour rapidement sur un nouveau cas d’usage.»

Faire correspondre l’objet réel et l’image numérique

Pour ce qui est des solutions logicielles, quand on parle de réalité augmentée en France, un nom revient: Diota, une PME française titulaire du «Grand prix» des Trophées de la simulation numérique 2016, organisés par nos confrères de l’Usine Digitale. Son point fort: pouvoir identifier immédiatement et sans marqueur tout objet réel dont il possède le modèle 3D en base de données, puis faire correspondre l’objet réel et l’image numérique, ou « snapper ». Diota, par ailleurs déjà intégré à Catia Composer, peut alors afficher en surimpression des instructions de maintenance, une animation du moteur

WEB vidéo

Fusionner réel et virtuel si les appareils de réalité augmentée sont encore perfectibles, les logiciels en démontrent déjà les possibilités. Éclater le moteur, le montrer en fonctionnement, expliquer visuellement comment le démonter, l’entretenir... Au final, la réalité augmentée devrait permettre de rapprocher les bases de données constructeur des techniciens. diota

industrie-techno.com

en marche, ou encore sa structure interne. Quelle que soit la solution logicielle ou matérielle utilisée, la réalité augmentée permet d’ores et déjà à l’aéronautique de réduire les temps d’opérations de marquage de près de 25%, et de faire approcher le taux d’erreur de zéro, selon Airbus. En affichant un jumeau numérique de l’objet regardé, l’AR permet également un apprentissage plus rapide, une meilleure compréhension des processus et donc une réduction du stress pour les techniciens, en plus de l’engouement suscité par l’utilisation d’une nouvelle technologie.

une démocratisation en marche dans l’industrie

Si la réalité augmentée présente encore un coût conséquent –environ 100000 euros pour une solution complète– et plusieurs défauts, il n’en reste pas moins que cette technologie devrait rapidement se démocratiser. Grâce aux avancées de la puissance de calcul embarquée, notamment dans le secteur de la téléphonie, les casques

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NiColas lepape CHEf DE pROjET RéALITé AUGmENTéE, SAfRAN

« ce n’est pas un défi majeur, nous sommes prêts » Les lunettes de réalité augmentée sont des solutions intéressantes, que nous suivons de près, mais qui ne sont pas encore tout à fait prêtes pour un déploiement, notamment à cause du manque de confort visuel et de leur poids. Nous utilisons aujourd’hui des tablettes pour contrôler des pièces au millimètre près. Ce que l’on veut, c’est afficher du virtuel sur du réel, ce qui nécessite une bonne puissance de calcul, aucun bug, et une précision d’affichage que la réalité augmentée, quel que soit le matériel utilisé, ne peut pas encore fournir. Ceci dit, la maturité de la réalité augmentée dépend des cas d’usages. Pour assurer le contrôle qualité dimensionnel des pièces mécaniques par exemple, il faudra attendre encore environ deux ans selon nous pour parvenir à un niveau de précision au micron près. Pour Safran, l’intégration de la réalité augmentée dans notre réalité numérique ne représente pas un défi majeur, nous sommes prêts.

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et lunettes AR devraient rapidement tenir leurs promesses pour l’industrie, comme elles commencent déjà à le faire pour les sportifs professionnels et semi-professionnels qui utilisent des lunettes de cyclisme intelligentes affichant la vitesse, le rythme cardiaque, et d’autres informations pertinentes. La réalité augmentée pourrait être l’une des briques technologiques qui manquent pour relier l’Internet des objets, la réalité virtuelle, le big data et la 3D dans une véritable usine numérique intégrée débarrassée de l’encombrante interface des écrans d’ordinateurs et du support figé du papier. «C’est du moins l’une des voies pour que la 3D se diffuse dans l’usine », estime le vice-président de Keonys. Globalement, le secteur de la réalité augmentée d’aujourd’hui ressemble à celui de la réalité virtuelle d’il y a quatre ou cinq ans, quand l’Oculus DK1 venait de sortir, provoquant émerveillements... et nausées. Mais tout semble indiquer qu’une évolution du rapport réel-virtuel est en marche. « Cela fait quinze ans qu’on ne fait qu’optimiser l’existant dans l’industrie. Là, il se passe enfin quelque chose!», s’enthousiasme Bruno Puechoultres. ●

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Mieux vaut sacrifier du Zinc que votre argent. Avec DELTA-MKS®, une protection anticorrosion cathodique supérieure Systèmes de zinc lamellaire DELTA-PROTEKT®

Revêtements avec épaisseurs de couche extrêmement fines de 8 à 10 μm Des combinaisons de revêtements consistant en une couche de base et une couche de finition

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INDUSTRIE & TECHNOLOGIES n° 997 AVRIL 2017

produits

équipement informAtique

M12-K/L

Connecteurs pour câble de puissance

AutomAtismes et contrôle

Contrôleur de sécurité

Commande des systèmes d’automatisation

Conçus pour le contrôle d’arrêt d’urgence et de sécurité des portes, ces modules avec 2 ou 4 contacts de sécurité et temporisation à la mise hors tension, sont fournis dans des boîtiers compacts. Le temps de câblage est fortement réduit grâce aux bornes rapides à ressort n’exigeant aucun outil. Trois modèles sont proposés en fonction des sorties de sécurité selon les applications. Tous les modèles du G9SE sont compatibles avec les fonctions d’arrêt d’urgence initiées par un protecteur mobile (porte, capot), un dispositif optique (barrière immatérielle, scrutateur laser), ou un bouton d’arrêt d’urgence. En entrées, le G9SE gère des dispositifs à 1 ou 2 canaux, à contacts secs ou sorties statiques PNP, en réarmement automatique ou manuel.

Destiné aux ingénieurs de maintenance, et aux responsables d’installation et d’automatisation, ce dispositif surveille et commande en toute sécurité n’importe quel système ou équipement d’automatisation depuis des smartphones, tablettes, PC ou télés connectées. Véritable outil de l’IoT pour l’industrie 4.0, il constitue une solution matérielle-logicielle ne nécessitant aucun PC. De conception robuste à semi-conducteurs sans ventilateur, la groov Box fonctionne dans la plage de température 0 à 70 °C. Compacte (106x171x33 mm), elle est équipée d’interfaces gigabit Ethernet et d’une extension USB pour interfaces LAN sans fil. Groov est une méthode pour fabriquer les interfaces qui accédent de façon sécurisée aux données d’un système d’automatisation où qu’il se trouve.

Fournisseur Omron Electronic Components

Fournisseur RS

AutomAtismes et contrôle Contrôleurs industriels durcis

• Connecteurs à confectionner sur site en codages K/L avec raccordement à vis pour de l’alimentation • Le codage K est pour de l’alimentation AC • Le codage L est pour de l’alimentation DC compatible Profinet • Connecteur plastique et bague de verrouillage en zinc moulé sous pression • Presse étoupe de 8 à 13 mm • Section des fils jusqu‘à 2.5 mm² • Homologation UL et VDE en cours

Ces contrôleurs industriels IC-3173 sont inclus dans un boîtier durci et intègrent des processeurs Intel Core de 5e génération, de nombreuses E/S et plusieurs options de connectivité. Ils réduisent non seulement la complexité des systèmes, mais aussi leur coût et leur encombrement en regroupant différents types d’E/S, y compris de vision, de commande d’axe, de contrôle et de traitement. Ils comprennent des processeurs double curs Intel i7, combinés à des FPGA 160T Xilinx Kintex-7 programmables par l’utilisateur pour le traitement d’images et du signal avancé, des E/S numériques personnalisables et un contrôle en boucle fermée haute vitesse. Ils ont 5 ports Ethernet Gigabit contrôlés indépendamment, dont 4 supportent la technologie PoE, et deux ports USB 3.0 pour la connexion à des caméras GigE Vision. Fournisseur National Instruments cc description

www.binder-connector.fr 01.47.86.94.40

Référence IC-3173 Caractéritique Ce contrôleur industriel est conçu pour répondre aux spécifications des applications avancées de l’Internet des objets.

cc points forts

La capacité de calcul repose sur des processeurs double-curs Intel Core i7 combinés à des FPGA 160T Xilinx Kintex-7. Cinq ports Ethernet Gigabit contrôlés indépendamment permettent une connectivité étendue.

produits

BureAutique

écran 80 pouces interactif pour travail collaboratif

Conçu pour le travail collaboratif dans les salles de réunion ou de conférences, cet écran LCD 80 pouces tactile ultrafin à technologie capacitive projetée, permet à tous les collaborateurs de diffuser des fichiers vidéo, photo ou audio, de travailler simultanément grâce aux stylets intelligents et de partager l’écran via un smartphone ou une tablette. Il est doté de la technologie Sharp UV2A (noirs profonds et blancs lumineux) assurant une

retranscription précise des textes et des images. Le BIG PAD PN-80TC3 est capable de reconnaître simultanément 10 points de contact grâce à son algorithme d’échantillonnage 220 Hz. Jusqu’à 4 personnes peuvent écrire en même temps avec les stylets intelligents. Il embarque un nouveau logiciel doté de la fonctionnalité « Multi-Board » permettant d’agrandir la surface tactile en connectant plusieurs écrans. Enfin grâce à la fonctionnalité « Touch Display Link 2.0 », le partage d’écrans est possible avec jusqu’à 50 périphériques mobiles (smartphones et tablettes), dans la même pièce ou à distance. L’écran est traité antireflet et antitrace de doigt. Fournisseur Sharp Electronics France

Tablettes professionnelles personnalisables

écran est tactile capacitif pour une utilisation avec ou sans gant et permet d’utiliser un stylet pour capturer une signature. Elles résistent à des chutes sur le béton et offrent un niveau d’étanchéité IP65. Fournisseur Zebra Technologies

périphériques

Cette génération de tablettes professionnelles mélange les interfaces grand public avec des fonctionnalités professionnelles pour proposer une totale adaptabilité. Elle donne le choix entre un OS Windows 8.1 ou Android™ 5.1, ainsi que deux tailles d’écran. Elle dispose aussi d’un large choix d’accessoires comme les fonctionnalités de scanning avancées. Les ET50/55 ont été conçues pour la mobilité. Elles sont dotées d’une connectivité Wi-Fi ou 4G LTE, leur

Baie de stockage 100 % Flash

Cette solution de stockage pour PME permet d’accélérer les applications stratégiques, de virtualiser n’importe quelle application et de mettre en place un cloud interne 100 % flash. Elle est évolutive pour suivre l’activité de développement de l’entreprise. Les mises à niveau s’effectuent sans interruption de service ni migration de données. Fournisseur Pure Storage

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Najib Kouibaa

Support technique

Alimentation LOGO!POWER 24 V 1,3 A - 6EP1331-1SH03

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produits

équipEMENt dE produCtioN MACHiNEs

Centre de tournage à alésage de grand diamètre

De grande capacité et destiné à un usage intensif, le centre de tournage ST-55 dispose d’un alésage de 318 mm. Avec sa capacité double mandrin, sa broche à couple élevé, cette machine est adaptée à l’usinage de raccords de canalisations, d’éléments d’accouplement et de rouleaux. Elle présente une capacité de coupe de 648 x 2 032 mm, avec des passages de 876 mm sur le tablier avant et 648 mm au-dessus du chariot. Elle inclut en standard une poupée mobile servo-commandée et un logement pour lunette pour un soutien supplémentaire des arbres de grande longueur. Une double commande vectorielle de 41 kW alimente la broche du ST-55 via une boîte à 2 vitesses qui assure un couple de 5 762 Nm en vitesse basse. En vitesse haute, la broche atteint une vitesse de 1 000 tr/min. Les deux nez de broche A1-20 à l’avant et à l’arrière conviennent à une grande variété de mandrins manuels pneumatiques de grand diamètre. Le ST-55 est équipé d’une tourelle pour outils à boulonner 12 positions à serrage hydraulique, qui accepte les supports fendus pour barre d’alésage 184 mm. Il possède également une fonction rigide de taraudage, un moniteur LCD couleur de 15» et une connectivité USB. Un convoyeur de copeaux à courroie, des systèmes d’arrosage haute pression, etc., sont également disponibles en option. Fournisseur Haas automation

Machine de calibrage de micro-perçage

Cette machine Extrude Hone Progress est destinée au calibrage de micro-perçages, comme les orifices d’injecteurs de carburant, au moyen d’un liquide pâteux abrasif. Ce sont les modifications apportées à la géométrie des perçages qui améliorent les performances de la pièce. Grâce à sa technologie Microflow, qui contrôle en temps réel l’écoulement de la pâte abrasive, cette machine mesure avec une précision de +/- 1 %, des débits passant dans des orifices de 100 à 350 µm, dans des pièces n’excédant pas 30 mm de diamètre. Le traitement par Microflow prend en compte des paramètres tels que : pression, débit, géométrie, propriétés des carburants, mais aussi configuration et capacité du système, caractéristiques de la pièce et propriétés de la pâte abrasive. Cette dernière se décline selon diverses formulations, standard ou personnalisées, pour offrir des propriétés spécifiques dépassant en performances celles du liquide hydro-érosif classique. Fournisseur Kennametal

Changeurs de pièces pour centre d’usinage

Conçu pour automatiser l’usinage de haute précision, ce changeur de pièces est adapté aux centres d’usinage Kern Micro déjà équipés dans leur version standard d’un changeur d’outils pour 101 outils. Sans encombrement supplémentaire, il permet de mettre à disposition jusqu’à 30 pièces brutes supplémentaires dans des palettes Erowa ITS72 ou System3R Macro. Celles-ci peuvent peser jusqu’à cinq kilogrammes et présenter des

dimensions maximales de 75 mm x 75 mm x 150 mm. Il est intégré entièrement dans le compartiment d’outils et utilise des composants essentiels existants, tels que l’entraînement pneumatique, le système d’amenage linéaire et l’unité de pivotement. Ainsi, la quantité d’équipements supplémentaires nécessaires est limitée. Aucun logiciel ni interface supplémentaires ne sont nécessaires. Le changement de pièces fonctionne de la même manière que le changement d’outils. Fournisseur Kern Microtechnik

outils-outillAgEs

Mini-mandrins pour finitions

Ces deux séries de mini-mandrins de serrage, les modèles ronds SPANNtop et les hexagonaux TOPlus, sont adaptées aux espaces limités, comme ceux des machines à broche et à contre-broche où ils limitent les risques collision. Tous deux bénéficient d’un passage intégral pour l’élargissement de la profondeur du mandrin et sont disponibles dans 3 longueurs standard. Le Spanntop est livré avec une bague d’adaptation. Différent, le Toplus utilise pour le moment une bague à trous de fixation pour le module de mors. Dans quelques mois il bénéficiera de ses propres adaptateurs. Cette série mini brille par la diminution de son poids d’environ 38 %, ainsi que par la réduction de sa longueur totale et de son diamètre de 1/3. Fournisseur Hainbuch

Usinage de fontes nodulaires

Dédiées au tournage des fontes, les plaquettes des nuances GC3225 et GC3210 offrent un usinage sûr et performant, même dans les conditions les plus difficiles. Leur géométrie optimisée favorise une action de coupe légère, en réduisant les efforts de coupe. Elle améliore aussi leur durée de vie. Leur substrat dur à grains fins est revêtu CVD, dépôt chimique en phase vapeur, entre 700°C et 1 050°C. La nuance GC3225 se caractérise par une très bonne résistance à l’usure en dépouille. Elle est parfaite pour le tournage dans des conditions bonnes à moyennes. La GC3210, testée lors d’usinage de carters de boîtiers de différentiels, a donné d’excellents résultats. Fournisseur Sandvik Coromant

Plate-forme de fraisage

Contact lecteur : 9493 Polyvalente et robuste, la plateforme Victory Shoulder Mill 17 permet de réaliser de véritables épaulements à 90° et garantit d’excellentes finitions en continu. Elle s’utilise non seulement pour le fraisage à surfacer/dresser, mais également pour le profilage, le fraisage en bout, le rainurage, le détourage, l’interpolation hélicoïdale ou circulaire. Elle bénéficie d’une lubrification interne. La gamme VSM17 offre des capacités de détourage agressives jusqu’à 8,8° et une profondeur de coupe maximale de 16,45 mm. Elle est proposée avec différentes options (2 tailles de fraise, embout à visser, queue cylindrique ou Weldon). Les corps de fraise sont conçus avec une rainure garantissant une parfaite évacuation des copeaux. Fournisseur Widia

produits

élECtroNiquE Composants

Capteurs de courant à effet Hall

Fournissant un signal analogique linéaire proportionnel au courant qui passe dans le conducteur métallique interne du boîtier, ces circuits intégrés détectent le champ magnétique induit grâce à deux plaques à effet Hall. Ils sont utilisés dans la supervision des alimentations de serveurs, les convertisseurs, les contrôleurs de charge, les compteurs électriques et les

commandes de moteurs, où ils offrent une alternative aux solutions à base de shunt. Fonctionnant à partir d’une unique alimentation de 5 V, les MLX91210 atteignent une sensibilité de 26,7 mV/A. Disponibles en boîtiers SO8 et SO16, ces capteurs de courant présentent des pertes très faibles (respectivement 0,8 mΩ et 0,7 mΩ), un isolement élevé (2,1 kV eff. et 2,5 kV eff.) et une réponse très rapide (moins de 5 µs, bande passante de 100 kHz). La gamme de mesure linéaire s’étend jusqu’à ±75 A. Chaque capteur est étalonné en usine pour une plage et compensé pour une stabilité thermique optimale. Exempts de matériau ferromagnétique, les MLX91210 sont dépourvus d’hystérésis. Ils fonctionnent entre -40 et +125 °C et sont conformes à IEC 60950 (et UL1577 en SO16). Fournisseur Melexis

Capteurs d’images linéaires CMOS

de la version précédente. Les capteurs de la série S12198 ont 512 et 1024 pixels de 25x500 µm. Chaque modèle dispose de deux valeurs de gain commutables et la sortie s’effectue en tension. Fournisseur Hamamatsu Photonics

Adaptés aux applications de spectrométrie et lecture d’images, ces capteurs CMOS linéaires disposent d’un obturateur électronique et de fonctions de commutation de gain. Alimentés sous 5 V, ils génèrent leur propre timing à partir d’une simple horloge et lisent les données jusqu’à 10 MHz. Leur réponse spectrale s’étend de 200 à 1000 nm. Les capteurs d’image linéaires de la série S11637 possèdent 1 024 et 2 048 pixels de 12,5 x 500 µm, deux fois moins larges que ceux

Condensateur céramique 10 µF/100 V

Ce condensateur céramique monolithique, au format EIA 1210 (3,2x2,5 mm), de 10 µF sous 100 V représente une première mondiale. Avec une température de fonctionnement garantie de 125°C, une caractéristique X7S et une tolérance de ±10 %, il est tout indiqué pour les circuits 48 V des équipements de réseaux et stations de base, au lieu de plusieurs composants en parallèle. Fournisseur Murata Electronique

produits

Bâtiment - travaux puBliCs ConstruCtion

Isolation avec coffrage pour dalles de maisons

standard, blanc ou gris clair. Polyvalent, il convient aussi bien pour les ouvrages neufs qu’à la rénovation de bâtiments. Fournisseur Sika France

Solution de calfeutrement anti-feu

Cette solution d’isolation et de coffrage a été conçue pour les dalles des maisons passives et positives. Équipée de rainures et de languettes, elle garantit une excellente stabilité et une grande résistance à la compression. L’isolation est renforcée sans usage d’un pont thermique pour s’adapter aux zones humides. Le système d’assemblage breveté permet une mise en uvre rapide lors du bétonnage de la dalle. L’isolant en mousse de polystyrène extrudé du Jackodur Atlas est hydrofuge et imputrescible. Avec une épaisseur disponible de 100 à 320 mm, il anticipe la conformité aux futures normes EN. Il résiste à une compression allant de 300 à 700 kPA. La conduction thermique ne dépasse pas 0,036 W/mK. La pose par simple emboîtement assure la qualité de jointure et une forte isolation.

La gamme Stopfeu apporte une réponse technique anti-feu pour les plombiers ou les chauffagistes. Elle propose un ensemble de produits (mastic, fond de joint, mortier ou mousse), conformes à la norme EN 13501-2, qui conservent la même résistance au feu que les éléments de construction comme les dalles, murs ou bétons. Des accessoires complémentaires comme un pistolet et un nettoyant 2 en 1 sont également disponibles. Cette solution complète de calfeutrement restaure le degré coupefeu des traversées de canalisations, de câbles et des joints statiques ou dynamiques. L’effet coupe-feu est estimé jusqu’à deux heures et s’applique aussi pour certains cas dans les parkings. Fournisseur GEB

Tuile résistante haut de gamme

Fournisseur Warema France cc description

Référence WMS WebControl Caractéristique Ce variateur de lumière permet de réguler automatiquement la température et la luminosité de façon efficace du point de vue énergétique.

Fournisseur Erlus AG

Chemin de circulation sécurisée pour toitures en terrasse

Le système de commandes WMS WebControl s’enrichit de nouvelles fonctionnalités qui apportent un meilleur contrôle automatique de la température et de la luminosité via une application sur smartphone, tablette ou ordinateur. L’utilisateur gère maintenant à travers une minuterie précise une protection solaire ou active l’administration automatique de l’ensoleillement. L’effet apporté donne une sécurité supplémentaire contre des visiteurs indésirables. Le nouveau variateur de lumière WMS Dimmer règle une ambiance personnalisée en adaptant les rails LED des stores. Il mémorise des paramètres favoris et éteint automatiquement la luminosité après douze heures de fonctionnement pour une meilleure efficacité énergétique. La solution intégrée Climatronic 3.0 s’occupe de rendre compatible le système filaire avec la télécommande intelligente sans avoir à actionner une connexion Internet.

rence en termes de résistance à la grêle (niveau 5). Elle supporte la projection de grêlons d’un diamètre de 5 cm.

Fournisseur Jackon Insulation

Ce chemin de circulation, disponible en rouleaux de 10 m de longueur, se pose sur une toiture terrasse sans soudure et fixation. Il résiste au vent et s’installe même avec une pente de toiture jusqu’à 0,5%. Il dispose d’une surface antidérapante en forme de pointe de diamants et d’un bon drainage de l’eau. Il assure aussi une protection minimale contre les acides et les huiles. Le CrossGrip se compose d’un maillage thermoplastique croisé et soudé en FPO ou PVC qui absorbe particulièrement bien le bruit. Il est proposé en deux coloris

environnement Contrôle intelligent climatique

Revêtement de sol en pose non collée Adaptée aux bâtiments collectifs ou agricoles, cette tuile en terre se caractérise par une très forte résistance à la pénétration des eaux pluviales. Elle résiste aussi à tous les types de vents grâce à son système d’encoches pour crochets de tempête et son recouvrement diagonal à l’intersection de quatre tuiles. La série E 58 se compose de cinq modèles. Elle est disponible en plusieurs coloris et avec une variante autonettoyante dans certaines couleurs. La E 58 Plus est la réfé-

cc points forts

Une ambiance lumineuse personnalisée qui se gère sur smartphone, tablette ou ordinateur. Le variateur peut mémoriser les paramètres de luminosité favoris.

matières premières renouvelables comme l’huile de lin, la résine naturelle ou la farine de bois ce revêtement assure un habitat sain. La résistance est adaptée au trafic intense de classe 23/33. Le Marmoleum click est disponible sous forme de dalles (60x30 cm ou 30x30 cm) et lames (90x30 cm). Il affiche une épaisseur de 9,8 mm et une couche d’usure de 2,5 mm. Très ergonomique, il se décline en 23 coloris et effets bois. Il apporte un confort acoustique indéniable (jusqu’à 21 dB). Fournisseur Forbo-Sarlino

Ce linoléum indéformable a été récompensé par les professionnels du BTP (Janus des composants et Matériaux 2016). Il bénéficie d’un système à clips de dernière génération. Composée à 86% de

produits

Panneaux en polystyrène expansé à certification Acermi

Certifiés Acermi, ces panneaux en polystyrène expansé apportent une isolation thermique extérieure très importante. Ils se posent sur des bâtiments neufs ou en rénovation. Très polyvalents, ils sont aussi bien exploitables sur des bâtiments d’habitations collectifs et tertiaires, les établissements recevant du public (ERP), les bâtiments industriels et les bâtiments à ossature bois. Ignifugé avec sa couche isolante, le panneau à bords droits EdilFaçade respecte strictement la réglementation incendie. Il offre une faible sensibilité aux rayonnements extérieurs avec son lambda de 0,038 W/m.K. Il est marqué CE. Il s’utilise avec tous les systèmes enduits minces sous D.T.A. et ATec et aussi sous bardage. Fournisseur Edilteco France

FABRIQUÉ EN FRANCE

Système d’empreinte standardisé d’attache en étoile

La gamme d’empreintes Starlock couvre une multitude d’applications en rénovation, en construction, en sciage ou en montage. Ce système d’empreinte standardisé d’attache en étoile équipe l’ensemble des modèles de découpeurs-ponceurs du marché. Il aide les professionnels à choisir l’accessoire le mieux adapté au matériau à travailler. Les lames Starlock disposent d’un système de code couleurs. Il assure aux outils oscillants multifonctions de meilleures performances, un rythme de travail plus rapide et des résultats plus précis.

que soit la configuration. Elle est également compatible avec la réglementation sismique. Fournisseur Weber et Broutin

Canalisations en acier inoxydable haute performance

Cet ensemble de canalisations et

Fournisseur Bosch

environnement

Enduit haute résistance au feu

Dans l’isolation thermique en extérieur (ITE) des bâtiments industriels, le Weber.therm XM PSE se distingue par un enduit hydraulique de 5 mm d’épaisseur qui vient d’obtenir une excellente attestation de conformité à la norme IT 249 pour son comportement efficace au feu. Il assure la mise en uvre d’une seule bande de laine de roche sur deux. Plus encore, la solution XM ultra 22 qui est recouverte d’un enduit organique ou minéral ne nécessite aucune protection au feu quelle

alimentaires, pharmaceutiques et chimiques. ACO Pipe offre un choix de plus de 1 500 systèmes incluant des tubes droits, des coudes, des embranchements, des agrandisseurs et des réducteurs de diamètre. Les tuyaux sont légers (3 kg/m à 38 kg/m). Ils supportent une pression de service de 0,5 bar et jusqu’à 2 bars maximum. Cette solution apporte de nombreux avantages comme être ininflammable avec une certification de classe 1 et sans dégager de fumée. Elle crée une grande isolation acoustique sans propagation de bruit. La résistance thermique est excellente avec un faible coefficient de dilatation thermique, autour de 1/1 000 mm tous les 60 °C. Très hygiénique, par sa surface lisse et dure, elle empêche les dépôts d’éventuels déchets en minimisant la remontée d’odeurs. La longévité évaluée est de 50 ans. Fournisseur ACO France

raccords étanches en acier inoxydable garantit la sécurité et la pérennité des réseaux d’évacuations pour les bâtiments industriels. Simple à mettre en uvre, il réalise le drainage des eaux des sols, des eaux usées, des eaux de pluies et aussi des effluents industriels. Du fait de sa résistance en environnement agressif, il sera particulièrement adapté aux secteurs

TAPIS ANTI-FATIGUE TAPIS ANTI-FATIGUE MATLAST® WATTELEZ, l’élastomère industriel, présente le tapis anti-fatigue MATLAST développé pour le travail en position debout. Allié incontournable pour lutter contre les TMS (Troubles Musculo- Squelettiques), il permet d’identifier les postes de travail par la couleur et s’adapte efficacement à leur géométrie. Le tapis anti-fatigue MATLAST® fait partie de la gamme ERGONOMIE DES SOLS. WWW.WATTELEZ.COM

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INDUSTRIE & TECHNOLOGIES n° 997 AVRIL 2017

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Principe d’amortissement élastique

produits

LoGistiQuE EMBALLAGE EMBALLAGE

Systèmes d’emballage par coussins d’air

Cette solution de rembourrages permet de caler des colis de petite ou moyenne taille. Adaptée à l’industrie cosmétique, pharmaceutique ou du commerce électronique, la machine transforme deux couches de papier de 20 cm de large en rembourrage fiable de protection. Elle peut fonctionner sous trois modes d’exploitation différents : automatique, à la demande et avec pédale. Compacte, la Paperplus se transporte à la main. Elle s’utilise en intégration d’un processus existant sur table ou sur support mobile. Autonome, elle reste très flexible pour être utilisée avec un silo et un convoyeur afin d’alimenter plusieurs stations d’emballage. Fournisseur Storopack Packaging Systems

Pochette isotherme labellisée pour les médicaments

Cette pochette isotherme supprime les ruptures de la chaîne du froid pendant le transport des médicaments de la pharmacie au domicile des patients. Le patient doit juste préalablement stocker la pochette dans un frigo avant le rendez-vous médical. Elle est réutilisable plus de 50 fois. Le format est adapté à 80% des médicaments thermosensibles. Igloo garantit le maintien de la température des médicaments entre +2 et +8 °C jusqu’à une heure. Le gel eutectique joue le rôle de source de froid. Elle est certifiée Certicold Pharma, label de certification des équipements de la chaîne du froid des médicaments. Fournisseur Sofrigam

Coussins en mousse pour marchandises sensibles

Ce système de fabrication de coussins en mousse à la demande protège les marchandises sensibles comme les vannes de pompes, les appareils de mesure ou les dispositifs médicaux, lors de leur expédition indépendamment de leur taille ou de leurs poids. Le coussin en mousse à deux composants est directement fabriqué au poste d’emballage. L’ensachage des mousses s’opère avec une nouvelle unité à entraînement électrique qui effectue la soudure hermétique des sachets et la séparation fiable de la mousse et du produit. Le FOAMplus Bagpacker est équipé d’un écran de 10 pouces offrant de nombreuses fonctionnalités supplémentaires gérées par le logiciel propriétaire, comme la possibilité de programmer les séquences de sachets. Il se décline en modèle de table ou comme un appareil indépendant. Il s’intègre facilement en ligne dans d’autres systèmes à travers une bande transporteuse. Conçu pour 3 tailles de film différentes (de 47 cm à 60/15 cm), Il fabrique jusqu’à 23 sachets pour coussins en mousse par minute. Simple à manier, réglable en hauteur et très robuste, il ne demande que peu d’entretien. L’unité hydraulique du modèle précédent a été remplacée par un entraînement électrique. Fournisseur Storopack Packaging Systems

EMBALLAGE Chargement automatique de magasins Composée d’un robot 6 axes, d’un outillage de préhension universel et d’un logiciel sur base PC, cette solution prend en charge de manière totalement automatisée le chargement du magasin de n’importe quel système d’encaissage à haute cadence, qu’il traite des caisses américaines, des barquettes ou des découpes wrap around. FlexiLoad s’adapte à tout type de système d’encaissage, moyenne à haute cadence (audelà de 25 cartons par minute). Il fonctionne de façon séquentielle ou en continu, sur des magasins cartons à plat ou incliné et avec toute taille d‘emballage, de la grande découpe à la petite barquette. Avec son encombrement au sol réduit, il s’implante dans la même emprise que la solution manuelle. Il peut être implanté dans le contexte d’une installation neuve comme sur des lignes existantes. Il dispose de la préhension par aspiration pour les caisses américaines ou de la prise par pinces pour les découpes wrap around et barquettes. Fournisseur Cermex cc description

Référence FlexiLoad Caractéristique Cette solution prend en charge de manière totalement automatisée le chargement quel que soit le système d’encaissage.

Capteurs de vision laser

Ces capteurs de petite taille fonctionnent sur la base de la triangulation et mesurent sans contact le déplacement, la distance et la position d’objets défilant. La série optoNCDT 1320 se distingue par une conception compacte et de hautes performances. Le contrôleur est intégré dans le boîtier, ce qui simplifie considérablement l’installation. Compte tenu de leur faible poids et de leur taille réduite, les capteurs s’installent facilement dans les espaces restreints. Ils sont destinés à des applications soumises à des accélérations élevées, telles que celles des bras robotiques

cc points forts

La solution est dotée d’un système de détection embarqué qui reconnaît la présence et la position des emballages sur la palette et dans le magasin.

ou des automates d’équipement. La fréquence de mesure des capteurs optoNCDT 1320 est réglable jusqu’à 2 kHz. La compensation auto cible assure une régulation stable du signal de distance indépendamment de la couleur et de la luminosité de l’objet à mesurer. Grâce au spot de mesure réduit et net, les objets les plus petits sont détectés en toute fiabilité. Fournisseur Micro-Epsilon

étiquettes imprimées avec stockage d’information

Ces étiquettes électroniques sont capables de collecter et de stocker des informations relatives à l’authenticité et l’état des produits sur lesquels elles sont appliquées. Elles disposent de 36 bits de mémoire réinscriptible pouvant contenir jusqu’à 68 milliards de points de données. Cette mémoire intègre un code unique et chiffré comme

produits

un QR code. L’alliance d’une mémoire imprimée et d’un code imprimé chiffré crée une solution anti-contrefaçon très performante. Les Printed Memory assurent la traçabilité complète d’un produit. Fournisseur Xerox France

LoGistiQuE MAnutEntion

Chariots diesel jusqu’à 16 t

dents. L’espacement des périodes de maintenance a été augmentée. Les Trexia EX ont été conçus pour la conduite intuitive et opérationnelle des caristes. Ils atteignent une vitesse maximale de 32 km/h avec une excellente agilité. Trois modèles à empattement court (2800 mm) rendent la manipulation de charges lourdes facile dans les espaces les plus étroits. Fournisseur Mitsubishi - Aprolis

Chariot compact autoguidé

Ces chariots diesel possèdent un moteur intelligent (Perkins 4,4 l) combinant la puissance d’un moteur 129 kW avec un couple élevé à vitesse réduite pour manipuler rapidement des charges allant jusqu’à 16 tonnes. La consommation de carburant a été réduite de 13 % par rapport aux modèles précé-

Ce chariot robuste autoguidé de taille compacte est capable de remorquer jusqu’à 4500 kg. Il peut être équipé de fourches de levage à contrepoids larges ou étroites. Il peut s’utiliser comme chariot de transport avec un transporteur à un ou deux rouleaux. Il est prévu pour un grand nombre de déplacements. L’E’gv est composé d’une carrosserie en acier soudé. Il ne requiert aucune ingénierie complémentaire. Il minimise le délai nécessaire entre la commande et la livraison.

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N°997ccAVRIL 2017

cahier technique ImprImer

des tIssus bIologIques Réalisé paR

Léa Pourchet

D.R.

IngénIeur à l’unIversIté claude bernard à lyon 1 (ucbl)

Bien connue depuis une quarantaine d’années, mais cantonnée jusque-là au prototypage, la fabrication additive, ou impression 3D, a connu un prodigieux développement au cours des dix dernières années. Des innovations tous azimuts ont vu le jour, étendant largement son champ d’application. Cela a notamment été le cas dans une branche particulière : la bio-impression, ou impression de tissu biologique. Le dépôt en trois dimensions, avec un contrôle de la structure finale, de matériaux biologiques contenant des cellules vise à obtenir des tissus vivants, dotés de fonctions biologiques spécifiques. Le but ultime ? L’impression d’organes complets et fonctionnels, pouvant être utilisés en médecine régénérative. Une perspective qui a fait ses débuts au cinéma ou dans des blockbusters… et semble en passe de se concrétiser.

IndustrIe & tecHnologIes N° 997 avrIl 2017

Après un double cursus à l’Institut textile et chimique de Lyon comme ingénieur polymère et à l’école centrale de Lyon avec un master « matériaux innovants », Léa Pourchet a rejoint l’Institut de chimie moléculaire et supramoléculaire (unité mixte de recherche 5246 CNRS- université de Lyon 1). Elle y est actuellement en charge du développement de l’impression 3D appliquée au vivant au sein de la plateforme dédiée à l’impression 3D en santé 3DFab.

cc 57

cahier technique

La bio-impression 3D Et si les imprimantes 3D, qui se développent tous azimuts, permettaient d’obtenir des organes fonctionnels en déposant des cellules selon une architecture maîtrisée? C’est la perspective ouverte par la bio-impression, un sous-domaine prometteur de l’ingénierie tissulaire.

ainsi en nombre suffisant pour permettre la génération in vitro d’un tissu. Ensuite, on effectue ce que l’on appelle l’ensemencement de ces cellules sur des architectures dénommées « scaffolds ». Les cellules, par gravité, se déposent dans les espaces prévus à l’intérieur de celui-ci et seront remises en culture, cette fois-ci en trois dimensions, afin d’effectuer ce que l’on nomme la phase de maturation du tissu. Durant cette phase, les cellules se multiplient et s’organisent en tissus à l’intérieur même du scaffold (Fig.1).

1. PrinciPe

L’intérêt de l’impression 3D

’impression en trois dimensions de tissus biologiques est un domaine en plein essor, qui ouvre la perspective prometteuse de pouvoir un jour obtenir des organes fonctionnels, susceptibles de pallier la pénurie de greffons, ou encore d’être utilisés pour des tests pharmacologiques. Il s’agit en fait d’une technologie bien particulière, appartenant à une famille de techniques plus large, celle de l’ingénierie tissulaire. Ce domaine interdisciplinaire cherche à développer des substituts viables de tissus identifiés in vivo, afin de permettre de les étudier in vitro, la plupart du temps afin d’éviter un nombre trop élevé de tests sur les petits et moyens animaux. L’approche classique nécessite tout d’abord d’avoir accès à une source de cellules que l’on peut mettre en culture en deux dimensions afin que celles-ci se multiplient et soient

L’approche classique en ingénierie tissulaire est assortie de certaines contraintes, et présente des limites spécifiques. Remarquons d’abord qu’un élément clé dans ce domaine est l’utilisation de «scaffolds» comme échafaudages pour favoriser le développement des cellules en 3D, leurs interactions et la formation de la matrice extracellulaire (MEC), qui fournit un support structurel au tissu nouvellement généré. La réalisation de cette architecture temporaire capable de mimer les fonctions physiologiques de la matrice extracellulaire est primordiale pour constituer un matériau apte à mimer les tissus présents in vivo. Ce biomatériau doit être biocompatible, c’est-à-dire qu’il ne doit pas provoquer de réaction inflammatoire importante ni de toxicité au niveau des tissus receveurs et des cellules qu’il peut héberger. Il doit aussi permettre l’adhésion et la migration des cellules. En plus des propriétés de biocompatibilité, les matériaux doivent présenter des propriétés mécaniques similaires à celles de la zone étudiée et suffisantes pour maintenir la morphologie du biomatériau pendant le développement

FiG. 1

L’ingénierie tissulaire vise à recréer in vitro, par culture et multiplication puis maturation des cellules, un échantillon qui peut ensuite le cas échéant être réimplanté au patient.

Pour obtenir l’architecture désirée, la technique la plus classique consiste à ensemencer les cellules issues de la biopsie et les biomatériaux dédiées à la création de la matrice extracellulaire

sur une structure rigide, le scaffold. L’impression 3D permet d’éliminer cette étape d’ensemencement et de mieux contrôler l’architecture obtenue.

FLorEnt robErt pour I&t

Principe de l’ingénierie tissulaire

La bio-imPression

FiG. 2

Le corps reconstitué

Ce morceau de peau a été imprimé en 3D par bio-extrusion par la start-up lyonnaise Labskin Création, avant plusieurs semaines de maturation. Elle est remarquable par sa taille de plus de cinq centimètres de diamètre.

De nombreuses expériences de bio-impression 3D de cellules biologiques ont déjà été menées, sur des types cellulaires variés (l’année indiquée correspond à la publication des résultats scientifiques).

des cellules. La sélection des matériaux utilisés doit donc tenir compte de l’évolution de leur comportement mécanique au cours de leur dégradation, afin qu’ils conservent leur intégrité structurelle jusqu’à la formation du nouveau tissu biologique. Par conséquent, la biodégradation et la biorésorption doivent s’effectuer à un taux comparable à celui de la génération et du remodelage des tissus en cours de formation. Les méthodes actuelles de fabrication des tissus in vitro ne permettent pas de répliquer la géométrie, la complexité et la longévité des tissus humains. C’est la raison pour laquelle ces techniques ne sont que très peu utilisées en médecine régénérative. Les feuillets d’épiderme destinés aux grands brûlés sont par exemple une des seules applications médicales de l’ingénierie tissulaire. La bio-impression et ses applications sont donc un espoir ici puisqu’en théorie, cette méthode de bioproduction permettrait le développement de tissus multimatériaux et en trois dimensions, ouvrant ainsi la voie vers la création de tissus humains composés d’une matrice extracellulaire,

D.r. ; FLorEnt robErt pour I&t

ce qu’iL Faut retenir La bio-impression 3D est un sous-domaine de l’ingénierie tissulaire, qui a pour objectif de reproduire in vitro des tissus biologiques. Des tissus multimatériaux et en trois dimensions, associant plusieurs types de cellules et de matériaux extracellulaires, peuvent être obtenus par cette technologie. Des organes complets devraient pouvoir être reconstitués d’ici dix ans.

INDUSTRIE & TECHNOLOGIES N° 997 AVRIL 2017

d’un système vasculaire intégré et de plusieurs types cellulaires. De très nombreux types de tissus différents ont d’ores et déjà été obtenus en recourant à cette technologie (Fig. 2) Parmi les fabricants d’imprimantes 3D biologiques, on peut par exemple citer EnvisionTec, Organovo, Cellink, Advanced solutions ou Ourobotics, entre autres. Concrètement, la conception d’un tissu bio-imprimé commence par une modélisation 3D à partir de fichiers d’imagerie médicale. On sélectionne ensuite les biomatériaux en fonction de l’application choisie et du tissu que l’on souhaite obtenir, ainsi que le type de cellules qui seront utilisées (cellules déjà différenciées, cellules tumorales ou cellules-souches). On imprime ensuite en optant pour l’une des trois technologies de bio-impression, selon l’application, avant une éventuelle phase finale en bioréacteur.

2. Processus

Les étapes de la bio-impression Le procédé de fabrication d’un tissu biologique par bioimpression 3D se décompose en plusieurs étapes. Tout d’abord, l’étape de conceptualisation, c’est-à-dire la conception assistée par ordinateur de l’architecture du tissu biologique, au cours de laquelle l’organisation spatiale de l’ensemble des constituants des tissus est définie (en s’inspirant par exemple de l’architecture des organes et tissus observée par imagerie médicale ou microscopie cellulaire). C’est aussi au cours de cette étape que la programmation des paramètres d’impression des bio-encres s’effectue. Il existe deux types de logiciels. Les premiers permettent la production de vue 3D à partir de l’imagerie médicale (CT scan, IRM…) et extraient les formes des différents organes vers différents fichiers. Cette étape se nomme la segmentation des images. Les seconds permettent la production de fichiers imprimables. Le format de ces fichiers le plus repandu est le STL. Ce sont ces logiciels (souvent fournis par les fabricants de machines eux-mêmes) qui génèrent pour chaque couche de l’objet les instructions à transmettre à l’imprimante. Il existe dans cette catégorie

cahier technique

cc beaucoup de logiciels open-source. C’est à cette étape qu’il

faut déterminer quels sont les paramètres d’impression en fonction de la bio-encre utilisée. On retrouve par exemple la hauteur des couches, la vitesse d’impression, ou encore le mode de remplissage de l’objet, entre autres. Vient ensuite l’étape d’impression à l’aide de la machine, dite bioprinter, qui reproduit les motifs conçus par ordinateur en déposant l’encre biologique. La maturation du tissu imprimé permet ensuite aux cellules de s’auto-organiser, jusqu’à faire émerger des fonctions biologiques spécifiques. Cette étape est primordiale afin de développer les fonctions du tissu bio-imprimé. Il s’agit de passer d’un objet dans lequel des cellules vivantes sont dispersées, mais isolées, à un tissu complexe, se rapprochant le plus possible du tissu physiologique. Les cellules vont alors se multiplier et s’organiser en un réseau cellulaire tridimensionnel et interconnecté, avec une néo-synthèse de leur matrice extracellulaire. Cette étape de maturation doit se faire dans certaines conditions, inhérentes à l’utilisation de cellules. De manière simplifiée, lors de la culture cellulaire classique, les cellules sont immergées dans un milieu de culture nutritif spécifique du type de cellules utilisé et sont conservées dans un incubateur maintenant la température à 37 °C, avec un apport en CO2 de 5%. Cependant, pour des cultures cellulaires tridimensionnelles, la diffusion des nutriments du milieu de culture ainsi que les échanges de gaz se font plus difficilement, du fait de l’épaisseur de l’objet bio-imprimé. Il est donc nécessaire de recourir à l’utilisation de bioréacteurs, qui apportent une perfusion des tissus imprimés. Ces bioréacteurs peuvent aussi être utilisés afin d’appliquer au tissu imprimé une contrainte dynamique physique :

FiG. 3

Synthèse de la bio-encre

La bio-encre utilisée par les machines de bio-extrusion et les imprimantes laser contient à la fois des cellules vivantes obtenues par biopsie et des biomatériaux, destinés à la construction de la matrice extracellulaire. Après synthèse, elle est conditionnée sous forme de cartouche.

contrainte de compression, phase d’étirement/relâchement afin de se rapprocher le plus possible de l’environnement physiologique des cellules, et ainsi de leur permettre de s’organiser de manière optimale en tissu fonctionnel.

3. bio-encre

Des scientifiques de l’université Claude Berbard à Lyon (UCBL) sont parvenus en 2016 à créer une oreille par impression 3D.

Le matériau déposé par les bio-imprimantes s’appelle la bio-encre. Elle est souvent composée d’un mélange de biomatériaux, destinés à la constitution de la matrice extracellulaire, ainsi que de cellules (Fig.3). La formulation de la bio-encre est intimement liée à la technique d’impression utilisée. Sa forme imprimable peut être liquide (pour la technologie par jet d’encre), semiliquide ou encore très visqueuse (pour l’extrusion à froid). La bio-encre doit répondre à plusieurs critères comme une parfaite biocompatibilité, le fait de permettre et stimuler le développement cellulaire, d’avoir une viscosité adaptée à la technique choisie et bien sûr de permettre la création d’objets en 3D, que l’on caractérise par la capacité à créer certaines formes (cavités, surplombs, ponts). Lorsque cela est nécessaire, il est aussi possible d’utiliser une encre dite support, appelée aussi encre fugitive, qui servira de support passif lors de processus d’impression très complexes comme des cavités par exemple. Un biomatériau a été défini, selon la Société européenne des biomatériaux, comme un « matériau conçu pour

D.r. ; FLorEnt robErt pour I&t

Le mariage des cellules avec des biomatériaux

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La bio-imPression

FiG. 4

FiG. 5

Principe de la bio-extrusion

Principe de la bio-impression par jet d’encre

Dans la technique d’impression 3D par bio-extrusion, un boudin de matière est libéré par une buse sous l’effet d’une pression (pneumatique, piston ou vis). La bio-encre se dépose sur un support. Elle peut être solidifiée à l’aide d’une lampe UV.

Les imprimantes à jet d’encre déposent sur le plateau d’impression des microgouttelettes de bio-encre, libérées à travers une valve qui s’ouvre ponctuellement, par exemple grâce à la formation d’une microbulle, liée à l’élévation rapide et locale de la chaleur. Le volume d’éjection à travers les valves est extrêmement précis, de l’ordre du microlitre.

interagir avec les systèmes biologiques, qu’il participe à la constitution d’un dispositif à visée diagnostique ou à celle d’un substitut de tissu ou d’organe ou encore à celle d’un dispositif de suppléance (ou d’assistance) fonctionnelle». Il peut ainsi être considéré comme tout matériau utilisé pour remplacer une partie ou une fonction du corps de manière sûre et fiable, acceptable d’un point de vue physiologique. Le biomatériau idéal va supporter l’intégration des cellules, leur différenciation (s’il s’agit de cellules-souches), leur multiplication et engendrer la synthèse de milieu extracellulaire. Il peut s’agir d’hydrogel (polymères naturels ou non présents sous une forme hydratée qui les rend potentiellement biocompatibles) ou de matériaux plus durs (céramique, par exemple). Lors du choix du biomatériau à imprimer, il sera nécessaire de prendre en compte sa composition chimique, qui détermine son mode de polymérisation. En effet, certains sont sensibles à la température, aux rayonnements UV ou aux variations de pH, d’autres réagissent à l’action d’une enzyme, ou encore à un mélange d’ions. Le recours à tel ou tel type de cellules doit également être réfléchi en amont. L’idéal est d’utiliser les cellules du patient lui-même; on parle alors de cellules autologues. Il faut alors pratiquer une biopsie afin de récupérer suffisamment de cellules pour pouvoir préparer la bio-encre. Il y a là encore plusieurs options possibles : soit prélever des cellules déjà différenciées, c’est le cas par exemple des fibroblastes (cellules de la couche intermédiaire de la peau, le derme) soit des cellules-souches, que l’on différencie in vitro,

grâce notamment à des cocktails de facteurs de croissance. La densité cellulaire à l’intérieur de la bio-encre, enfin, dépend du tissu que l’on veut bioimprimer. Par exemple, les cellules de cartilage ne se multiplient que très peu une fois imprimées, il faudra donc une forte densité cellulaire dès le départ. L’inverse est vrai pour les fibroblastes, dont la densité devra être moindre car elles se multiplient énormément et de ce fait, dégradent rapidement les biomatériaux, en les «digérant trop vite». Il faut donc trouver le bon équilibre entre densité cellulaire et dégradation des biomatériaux.

INDUSTRIE & TECHNOLOGIES N° 997 AVRIL 2017

4. imPrimantes Trois technologies de dépôt

Il existe trois techniques principales pouvant convenir à la bio-impression de matériel cellulaire. La principale différence vient de la façon de déposer la matière. Comme nous allons le voir, nous retrouvons deux cas, le premier avec le dépôt de matière en continu grâce à une «buse d’extrusion», la bio-extrusion, et le second qui repose sur l’éjection de matière sous forme de gouttes, soit par jet d’encre, soit par impact laser. La bio-extrusion repose sur une buse de dimension et de géométrie variable, à travers laquelle est extrudé un boudin de matière. Celui-ci se dépose sur un support solide (le plus souvent thermostaté) (Fig.4). Ici, le paramètre critique à surveiller est la viscosité de la matière à extruder. Celle-ci ne doit pas être trop liquide pour ne pas s’affaisser lors de l’impression, mais doit être assez visqueuse pour supporter cc 61

cahier technique

Le point focal du laser impacte une lamelle de verre, provoquant le décrochement d’une microgouttelette de bio-encre, qui se dépose sur la plateforme d’impression. La succession de ces dépôts engendre la formation d’un objet en 3D.

cc plusieurs couches d’impression, tout en restant suffisam-

ment fluide pour être extrudée à des pressions compatibles avec la survie des cellules. Le principe reste assez proche de l’impression FDM (Fused Deposit Modelling), où le fil thermoplastique chauffe à travers l’extrudeur et va se déposer sur le plateau d’impression. Ici, à la place d’un fil plastique, on retrouve une seringue contenant un mélange de biomatériaux et de cellules qui se déposent de la même manière, formant, couche après couche, un objet en trois dimensions. On retrouve ici la possibilité d’intégrer plusieurs seringues afin d’imprimer plusieurs matériaux dans un seul et même objet et/ou plusieurs types cellulaires. La technique du jet d’encre est grandement inspirée de l’impression 2D papier. Elle consiste à projeter des microgouttelettes de bio-encre sur le plateau d’impression. L’éjection de la gouttelette se produit à travers une valve qui s’ouvre ponctuellement, soit grâce à la formation d’une microbulle (liée à l’élévation rapide et locale de la chaleur), soit grâce à un mécanisme utilisant un quartz piézoélectrique (liée à sa vibration sous l’effet d’une forte tension électrique) (Fig. 5). Le volume d’éjection à travers les valves est extrêmement précis, de l’ordre du microlitre. La troisième technologie disponible, enfin, repose sur l’utilisation d’un laser dont le point focal impacte une lamelle de verre où est adsorbé un mélange de matrice biologique avec des cellules. Le laser provoque le décrochement d’une microgouttelette (de quelques picolitres) qui se dépose alors sur la plateforme d’impression. La succession de ces dépôts engendre la formation d’un objet en 3D. (Fig. 6)

5. aPPLications

De la cosmétique à la chirurgie L’impression 3D de tissus biologiques trouve déjà son utilisation dans des applications cosmétiques. La bio-impression de peau réalisée par la société de service lyonnaise, LabSkin Creations, permet, par exemple, le test d’actifs cosmétiques sur des cellules d’origine et d’âge précis. Cela permet aussi de tester des conditions de culture différentes comme un rayonnement UV. L’observation de l’effet global sur l’échantillon réalisé selon le cahier des charges du patient à l’aide de la coloration histologique guide les recherches et explorations complémentaires pour comprendre le mécanisme d’action de l’actif appliqué à l’échantillon. Deux types d’approches sont à la disposition du client afin de poursuivre l’analyse: une approche tissulaire avec étude de marqueurs cutanés par immuno-détection et analyse quantitative par traitement d’images, et une approche moléculaire afin d’étudier la modulation par l’ingrédient actif de l’expression de gènes et/ou de protéines d’intérêts dans la peau reconstruite par analyse protéomique ou génomique. Un rapport scientifique est livré avec les preuves de l’efficacité du produit illustré et quantifié. D’autres applications concernent le domaine de la pharmacie. Aux États-Unis, la société Organovo fabrique ainsi des tissus hépatiques afin d’apporter une réponse appropriée aux médicaments lors de maladies. En effet, en recréant la structure tridimensionnelle des tissus, on se rapproche un peu plus de la réalité avec une meilleure prédictibilité de l’action du traitement. Or, lors de sa sortie sur le marché, un médicament doit avoir passé plusieurs phases de validation. La première étant le test sur des cultures cellulaires classiques, la deuxième le test sur petit animal ou le gros et enfin l’essai clinique. La deuxième phase peut ainsi être en partie réduite, notamment au niveau du nombre d’animaux sacrifiés, si la société possède un modèle fiable et validé de l’organe ciblé, par exemple. Il sera aussi possible d’adapter le traitement au patient en fonction de sa pathologie. Il existe autant de maladies que de patients et chacun réagit de manière différente au médicament. En recréant par bio-impression une tumeur, par exemple, on pourra rapidement valider ou invalider l’action du traitement et ainsi formuler des traitements patientspécifique: c’est le concept de médecine personnalisée. Le troisième grand domaine d’application est celui de la chirurgie. Grâce à l’impression 3D, il est dès à présent possible de récréer avant toute opération des modèles représentatifs des opérations à venir. Ceci est notamment d’importance quand ces opérations sont rares, pratiquées de manière très isolée sur le territoire. Ces modèles ont également des vertus éducatives, puisqu’ils permettent aux jeunes chirurgiens l’accès à des opérations modélisées. L’autre perspective prometteuse pour les chirurgiens est de recréer des organes à la demande. Cela constituerait une réponse très intéressante au problème de plus en plus aigu

FLorEnt robErt pour I&t

FiG. 6

Principe de la bio-impression assistée par laser

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de la pénurie de greffons. L’utilisation des cellules du patient présente en outre l’avantage de réduire considérablement le risque de rejet, et la prise de médicaments immunosuppresseurs. Dans un futur plus lointain, cela permettra aussi de réduire l’attente d’un greffon disponible. L’UCBL penche même d’ores et déjà sur l’impression directe au bloc opératoire et sur le patient lui-même.

6. PersPectiVes

D.r.

Des organes sur demande

Les perspectives d’applications de l’impression 3D de matériel biologique sont donc considérables. Reste à s’assurer que la réglementation suivra, pour pouvoir généraliser l’utilisation de cette technologie. Les scientifiques se penchent actuellement sur la vascularisation, afin de pouvoir garder plus longtemps les tissus en culture, et surtout afin de changer d’échelle : passer du mm3 au cm3 et ainsi ouvrir la voie à la bio-impression d’organes plus complexes. Ils cherchent en parallèle à rassembler un maximum de connaissances pour déterminer si les cellules imprimées se comportent comme les cellules natives. L’une des questions est notamment de savoir dans quelle mesure la phase d’impression et le micro-environnement des cellules tel qu’il est imprimé influencent leur comportement. Tous ces travaux rendent d’ores et déjà réalisable la reproduction de petits tissus se comportant comme un organe (exemple : synthèse d’une protéine). Une étape supplémentaire sera franchie lorsque l’on sera capable d’imprimer un organe complexe organisé et fonctionnel. Une perspective qui pourrait se concrétiser d’ici quelques dizaines d’années.●

INDUSTRIE & TECHNOLOGIES N° 997 AVRIL 2017

www.ids-imaging.fr/usb3.1

CAHIER TECHNIQUE

POUR ALLER PLUS LOIN ÉVÉNEMENT

Rencontrer les experts

Pour échanger avec les spécialistes de la bio-impression et de l’impression 3D appliquée aux sciences de la vie, rendez-vous les 17 et 18 octobre à Cambridge, au Royaume-Uni, pour le colloque Bioprinting & 3D Printing in the life sciences Europe. Orchestré par l’organisateur de conférences et société de conseil dans le secteur, biomédical Select Biosciences, il vise à faire le tour des applications potentielles de l’impression 3D pour la chirurgie, la pharmacologie et les outils diagnostics qui doivent épauler l’essor de la médecine personnalisée. Le programme fait le point sur des technologies et des applications variées et inclut des conférences, un espace d’exposition et la présentation de posters scientiﬁques.

SITES WEB

Se documenter

Le site de la plateforme technologique innovante 3D Fab (https://lc.cx/JnEt) dédiée à l’impression 3D pour les sciences de la vie, et au sein de laquelle l’auteur de ce cahier technique est chargée des développements dans le domaine de la bio-impression, propose notamment une présentation des différentes technologies d’impression de tissus biologiques. Le site Bioprinting world (https://lc.cx/Jnad), émanation du consortium de professionnels de la communication au service des acteurs de la fabrication additive 3D Printing Channel, assure quant à lui une veille sur l’actualité de la bio-impression.

REVUE

S’informer sur l’actualité scientiﬁque

La revue scientiﬁque à comité de lecture Bioprinting, éditée par le groupe Elsevier, propose des comptes rendus de recherches d’équipes de scientiﬁques portant sur tous les aspects de la bio-impression. Elle aborde notamment les technologies d’impression et d’imagerie, les logiciels et matériels de fabrication asssistée par ordinateur, les biomatériaux, les scaffolds, la maturation post-impression en bioréacteur et l’ingénierie tissulaire.

WEB VIDÉO

Une bio-imprimante en action ! Le BioAssemblyBot est une imprimante 3D biologique montée sur un bras robotisé six axes, ce qui lui permet notamment d’imprimer sur une sphère. Regardez fonctionner cette impressionnante machine sur notre site Internet.

D.R.

BioAssemblyBot

industrie-techno.com

VOCABULAIRE PROFESSIONNEL CELLULE Unité biologique structurelle et fonctionnelle de base de tout être vivant. TISSU BIOLOGIQUE Niveau d’organisation intermédiaire entre la cellule et l’organe, le tissu est un ensemble de cellules de même origine, ayant une même structure et concourant à une même fonction. On parle par exemple de tissu musculaire ou de tissu osseux. ORGANE Ensemble de tissus concourant à la réalisation d’une fonction physiologique, comme le cœur, le cerveau ou le poumon. MATRICE EXTRA-CELLULAIRE (MEC) Environnement des cellules, qui joue un rôle dans leur soutien structural, leur adhésion, leur mouvement, leur régulation et leur organisation en tissus. BIOPSIE Prélèvement d’un fragment de tissu ou d’organe sur un être vivant. INGÉNIERIE TISSULAIRE Domaine interdisciplinaire mariant les principes de la biologie et ceux de l’ingénierie pour développer des substituts viables aﬁn de restaurer et de maintenir la fonction des tissus. Cette approche passe par la mise en culture et la maturation de cellules, pour reconstituer in vitro des tissus identiﬁés in vivo. GREFFE DE CELLULES AUTOLOGUES Greffe à un individu de cellules issues de son propre organisme. Cette pratique annule pratiquement le risque de rejet du greffon.

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LIVING

le débat

Faut-il prolonger la durée de vie des centrales? Prévus pour fonctionner jusqu’à 40 ans, les réacteurs les plus anciens arrivent en fin d’exploitation théorique. Alors qu’EDF souhaite prolonger leur durée de vie au-delà, l’ASN donnera un avis générique courant 2018, puis une autorisation au cas par cas. L’enjeu est critique, le parc nucléaire assurait 72,3 % de la production d’électricité française en 2016. Exploiter une installation amortie est moins cher que d’en construire une autre. Mais quel est le niveau d’investissement et de risque de dégradation de la sûreté ? ProPos recueillis Par PhiliPPe Passebon

Valérie Faudon Déléguée générale de la SFEN (Société française d’énergie nucléaire), le syndicat de la filière nucléaire.

Peut-on s’assurer que les réacteurs sont prolongés avec le niveau de sûreté requis ? Valérie Faudon Oui. Des réacteurs ont d’ailleurs déjà été prolongés aux États-Unis, en Belgique, en Suède ou en Suisse… Pour cela, la plupart des gros composants sont remplaçables, sauf la cuve et l’enceinte, qui sont surveillées et font l’objet d’études de vieillissement. Enfin, l’âge de quarante ans est une référence de calcul qui correspond au dimensionnement des études neutroniques d’origine. On peut aller au-delà compte tenu des marges de sûreté importantes et caractéristiques de l’industrie nucléaire. YVes Marignac Non. Les réacteurs étaient dimensionnés pour durer 40 ans. Tenir ces exigences initiales est déjà un défi en raison du vieillissement de la cuve et de l’enceinte ou des éléments partiellement remplaçables comme les câblages électriques. On ne peut vérifier l’état réel d’un réacteur que par sondage. Même en compensant en partie le réacteur, le risque que des problèmes de vieillissement non décelés arrivent augmente inéluctablement avec le temps. De plus, décider de prolonger plutôt que de construire de nouveaux réacteurs n’est acceptable que si on s’approche du niveau des EPR. Or les installations n’ont pas été conçues pour ça.

Peut-on fermer le parc existant sans problème d’approvisionnement électrique ? V.F. Il faut à tout instant équilibrer l’offre et la demande sur le réseau. En l’absence de système de stockage de l’électricité, on ne peut «un réacteur peut remplacer une source de production profonctionner au-delà grammable que par une autre source programmable. Nous avons atteint notre de quarante ans.» maximum de capacités hydrauliques, tandis que 10 GW de centrales thermiques ont été fermées, et que la fermeture des autres est planifiée. On doit pourtant maintenir plusieurs moyens programmables. Or le moyen programmable peu émetteur de CO2, c’est le nucléaire.

L’Autorité de sûreté nucléaire alertait déjà en 2012 sur le risque, vu l’importance actuelle du nucléaire, de devoir choisir entre couper l’électricité et prendre le risque d’un accident si un problème générique apparaissait. Cela seul justifie de réorienter le système électrique. Personne ne dit qu’il faut y passer dès 2020, mais un système 100 % renouvelable basé sur l’éolien, le photovoltaïque, la biomasse et des capacités de stockage type power to gaz, est possible entre 2040 et 2050, selon Négawatt. Y.M.

YVes Marignac

Directeur de Faut-il choisir entre la prolongation du parc Wise-Paris, structure et d’autres choix d’investissement ? d’information, V.F. Il ne s’agit pas de choisir : les nouvelles techet d’expertise sur l’énergie nologies seront intégrées dès qu’elles prouveet le nucléaire, ront leur faisabilité technico-économique. On et consultant dépense aujourd’hui 5 milliards d’euros pour les international pour l’association ENR, qui pourraient être utilisés en R&D. Le scéNégawatt. nario Négawatt fait des paris technologiques audacieux sur le power to gaz, la rénovation ou la sobriété énergétique. Ça ne suffit pas pour dire: «j’arrête tout, car dans dix ans j’aurai ça », au risque d’avoir le prix de l’électricité qui explose alors que nous avons un parc peu cher et bas en carbone. Y.M. Nous nous inscrivons dans une vision où les choses n’évoluent pas au gré du marché, mais dans une politique respectueuse des contraintes environnementales. La pro- «l’investissement longation se fera aux dépens d’alterna- dans la prolongation tives et d’innovations, et repousse de se fera aux dépens 10 ans à 20 ans le problème du réinvestissement dans le système électrique. d’alternatives.» Par ailleurs, le chantier est à mon avis très au-delà des capacités de maîtrise industrielle que montre aujourd’hui la filière nucléaire, sachant qu’il faudra traiter les 80% du parc mis en service de 1977 à 1987 en dix ans. ● retrouvez l’intégralité du débat entre Valérie Faudon et Yves Marignac sur notre site.

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