magazine IT N°952 by INFOPRO DIGITAL

N°952ccMARS 2013 - 16,50

www.industrie-techno.com

VIDÉO : VIDÉO: LA FABRICATION À DOMICILE D’UNE PIÈCE EN 3D

UNE FEMME, UNE TECHNO ccPAGE 4

Elle donne du relief à l’imagerie Wafa Skalli, pionnière de la radiographie 3D

CAHIER TECHNIQUE ccPAGE 53

Les moteurs de recherche d’entreprise La sémantique permet de tirer parti des big data

L’impression 3D est synonyme de prototypes comme ceux-ci, qui aident les designers de produits à donner le meilleur d’eux-mêmes.

QUELLE QUE SOIT VOTRE ACTIVITÉ, L’IMPRESSION 3D VA CHANGER LA DONNE. L’impression 3D est synonyme de stocks virtuels et de production de faible volume, prochaine grande étape à franchir pour les fabricants.

On croirait des chaussures. Elles en ont l’apparence et les caractéristiques. En réalité, ce sont des prototypes, qui ont été imprimés couche par couche sur une imprimante 3D.

Chaque jour, l’impression 3D redéﬁnit les règles quant

à la manière dont les choses sont fabriquées.

Les imprimantes 3D sont à

l’oeuvre dans les studios de design de produits, dans les bureaux d’étude et dans les usines de fabrication, dans les écoles, les hôpitaux et les laboratoires dentaires. Partout où la rapidité, l’efﬁcacité et la précision comptent.

prochaine révolution industrielle est arrivée. Et Stratasys est là pour la mener. Venez explorer toutes les possibilités révolutionnaires offertes par un monde en 3D sur Stratasys.com.

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EDITO

Rematerialisation.com

ccMURIEL DE VERICOURT RÉDACTRICE EN CHEF

THOMAS GOGNY POUR IT

mdevericourt@industrie-technologies.com

De quoi l’industrie est-elle le nom ? Comme les précédentes révolutions industrielles, la vague de fond de la numérisation conduit à en redéfinir l’essence. La mécanisation avait aiguillonné la transformation des manufactures en usines. La digitalisation accompagne le déplacement du centre de gravité des activités industrielles, des sites de production vers les immeubles de bureaux. Ce faisant, la frontière entre secondaire et tertiaire tend à s’estomper. Quand Siemens lance une nouvelle gamme d’automates, il met en avant leur intégration à une plateforme d’ingénierie. Quand Areva vante les mérites de ses éoliennes, il insiste sur les compétences de ses équipes en termes de maintenance. Quand Sony, Nokia, Apple ou Samsung mettent sur le marché un smartphone, ils sont attendus sur les propriétés de l’écosystème associé au terminal. C’est un fait : le prix des produits s’entend désormais service compris. Poussons cette logique à son terme. Si ce ne sont plus ni les infrastructures, ni les équipements, ni même la matérialité des biens élaborés qui caractérisent l’industrie, qu’est-ce donc? Réponse en forme de tautologie apparente: est industriel ce qui est industrialisable. Fût-ce une manière de faire, un procédé, une offre de Le prix service déclinable selon les besoins du client. des produits On parle bien d’industrie du tourisme ! Qu’on ne s’y trompe pas : cette montée en s’entend désormais puissance de l’immatériel n’est pas synonyme service compris. de dématérialisation. En réalité, la demande de services tire la demande de produits. Quant au numérique, c’est parce qu’il métamorphose la fabrication qu’il est révolutionnaire. Symbole de cette opiniâtreté de la matière : les imprimantes 3D, qui font des fichiers numériques les principaux biens d’échange, mais confient à l’utilisateur le soin de la « rematérialisation ». cm

MARS 2013ccN°952

Une femme, Une tecHno

Elle donne du relief à l’imagerie Passionnée de biomécanique, le professeur Wafa Skalli a été à l’origine du succès d’EOS, un système de radiographie en 3D. Au côté de Georges Charpak et de Jean Dubousset, elle s’est penchée sur la question de la modélisation de la colonne vertébrale.

Wafa Skalli, directrice du laboratoire de biomécanique de l’Ensam

cc Une reconstitUtion en 3D De la colonne vertébrale Pour reconstituer la colonne vertébrale en 3D, le système EOS combine les repères anatomiques présents sur deux radiographies, une de face et une de profil et des données sur la géométrie générique de l’os étudié. Une reproduction 3D personnalisée est obtenue informatiquement. Le système permet en outre de déterminer la densité minérale osseuse, c’est-à-dire la quantité de calcium contenue dans l’os, via une radiographie dite à deux niveaux d’énergie. L’absorption des rayons X dépendant de la matière traversée, l’absorption par l’os de rayons X émis à deux niveaux d’énergie différents permet de déterminer la teneur de l’os en calcium, donc de détecter des pathologies osseuses comme l’ostéoporose.

N°952ccMARS 2013

mins à la recherche. Des voies que Wafa Skalli continue d’arpenter avec passion, aussi bien dans le cadre d’EOS qu’à travers ses activités d’enseignante.

L’innovatrice

cc À

la croisée du médical et de l’ingénierie

Ingénieur Arts et métiers, Wafa Skalli s’intéresse à la biomécanique dès ses études. « L’association entre le métier de médecin et celui d’ingénieur m’a séduite », se souvient-elle. Modeste, elle ne cesse de rappeler l’importance de ses échanges avec les cliniciens dans l’avancée de ses recherches. Sous la direction de François Lavaste, fondateur du laboratoire de biomécanique, elle entame un doctorat. « Lors de ma thèse de docteur ingénieur, j’ai travaillé sur la modélisation de la colonne vertébrale. Je me suis intéressée à la scoliose, qui induit des déformations

tridimensionnelles du squelette », continue-t-elle. Sa rencontre avec le professeur Jean Dubousset, spécialiste de cette pathologie, est déterminante. Il lui demande de modéliser une colonne scoliotique pour aider à la planification d’actes chirurgicaux. « Le scanner était inenvisageable. Pour une colonne de 35 centimètres de longueur, il faut 350 coupes scanners ! » En s’appuyant sur deux clichés, l’un de face, l’autre de profil, et sur des repères anatomiques, Wafa Skalli et l’équipe du LBM sont capables dès 1996 de restituer une image tridimensionnelle de la colonne. Reste un verrou : les doses de radiation trop élevées.

La tecHnoLoGie cc Un

procédé pour voir le squelette en 3D

À la même période, Georges Charpak met au point un système de radiographie numérique, avec des doses d’irradiation jusqu’à dix fois moindres qu’en radiologie classique et mille fois moindres qu’en tomodensitométrie. L’idée de combiner les deux innovations germe l’année suivante. Entre la validation de la preuve de concept et le transfert technologique, cinq ans s’écoulent. En 2003, le premier prototype EOS voit enfin le jour. « Le système EOS représente l’aboutissement d’une recherche, mais ouvre également des avenues de recherches pour comprendre comment fonctionne le squelette humain. C’est un sujet qui me fascine. La forme d’un os peut être décrite par de nombreux paramètres : quels sont

D. R.

our les chirurgiens orthopédiques, ces trois lettres évoquent une révolution. EOS, né de la collaboration entre la biomécanicienne Wafa Skalli, le Nobel de physique Georges Charpak et le spécialiste de la scoliose Jean Dubousset, a rendu possible la reconstitution 3D des déformations de la colonne vertébrale, à une faible dose d’irradiation. «C’est passionnant de voir que les recherches auxquelles j’ai participé ont abouti à un meilleur suivi thérapeutique des patients scoliotiques », se réjouit Wafa Skalli, directrice du laboratoire de biomécanique (LBM) de l’Ensam. Spécialiste de la modélisation ostéo-articulaire et tissulaire, elle a participé dès les années 1990 au développement de ce système de radiographie 3D, aujourd’hui présent dans cinquante centres hospitaliers à travers le monde. Fruit de plus de quinze ans de recherche, le système EOS a ouvert de nouveaux che-

T. GOGny POUR inDUSTRiE ET TEChnOLOGiES ; TAbLETTE SAmSUnG.

Wafa Skalli Diplômée des arts et métiers, Wafa Skalli a travaillé au développement du système EOS à partir de 1996. Elle dirige aujourd’hui le Laboratoire de biomécanique de l’Ensam, au sein duquel elle enseigne la modélisation et la biomécanique ostéo-articulaire et tissulaire.

les plus pertinents ? », s’interroge, soudain intarissable, Wafa Skalli. Alors qu’à ses débuts, la technologie n’est capable de radiographier que la colonne vertébrale, elle peut désormais s’appliquer à des coupes du bassin et des membres inférieurs. Quant à la vitesse de reconstitution, elle est passée de huit heures en 2003 à… dix minutes aujourd’hui !

Le SUccèS cc Déjà

cinquante hôpitaux équipés dans le monde

Le système EOS a révolutionné la prise en charge des patients scoliotiques ou atteints d’ostéoporose, permettant un suivi plus précis et moins irradiant. Aujourd’hui, la technologie a été acquise par une cinquan-

taine d’établissements médicaux à travers le monde. Deux derniers convertis en date : l’hospital for special surgery, à New-York, spécialisé dans les traitements orthopédiques, juste avant l’hôpital de Cambridge (Massachussetts). Si le procédé s’est largement installé dans la prise en charge des pathologies orthopédiques, les recherches pour améliorer la technologie n’en continuent pas moins. Notamment pour déterminer la teneur en calcium de l’os, dans le cadre d’un projet européen (voir encadré). Un niveau d’informations supplémentaire qui permettrait d’améliorer la prévention, en combinant les données sur la géométrie du squelette et sur ses propriétés mécaniques. « Grâce à ces données, on peut calculer la résistance de l’objet méca-

nique virtuel et estimer le risque de fracture », explique Wafa Skalli. Prometteuse, la preuve de concept a permis d’obtenir un financement conjointement avec le CHU Tripode à Bordeaux et l’hôpital Cochin à Paris, pour continuer les recherches et aller jusqu’au transfert technologique. Un soutien qui prouve que les médecins croient au futur de la radiographie 3D. La communauté des ingénieurs a aussi distingué EOS, en nominant Wafa Skalli pour le prix de l’Ingénieur-inventeur Chéreau Lavet en 2007. Mais l’amélioration de la santé des patients scoliotiques reste sa meilleure récompense. cm ccSophie euStache seustache@industrie-technologies.com

MARS 2013ccN°952

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

SOMMAIRE

Une publication de Pour joindre vos correspondants, composez 01-77-92, suivi des quatre chiffres entre parenthèses indiqués après chaque nom.

Président Directeur général Christophe Czajka Directeur général délégué Julien Elmaleh RÉDACTION Directeur des rédactions Thibaut De Jaegher (9483) Directrice adjointe de la rédaction Anne Debray (9251) Rédactrice en chef Muriel de Vericourt (9957) Assistante de la rédaction Marielle Flèche (9425) Rédacteur en chef adjoint Jean-François Prevéraud (9458) (Bureaux d’études, design, CAO, lettre Web) Rédacteurs Sophie Eustache (9421) (Numérique, électronique, informatique), Ludovic Féry (9482) (Biotechnologies, matériaux, chimie et qualité) Hugo Leroux (9481)(Énergie, environnement, électrotechnique et sécurité) Didier Ragu (9435) (Nouveaux produits)

UNE FEMME UNE TECHNO

Wafa Skalli

Directrice du laboratoire de biomécanique à l’Ensam

ONT COLLABORÉ À CE NUMÉRO Djamel Khames, Éric Saudemont, Gabriel Siméon et Philippe Passebon RÉALISATION Secrétariat de rédaction Nicole Torras (9493), première secrétaire de rédaction Direction artistique Gérard Quévrin (9494) Service Photo Bernard Vidal (9490) 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 Elodie Merat (9985) La direction se réserve le droit de refuser toute insertion sans avoir à justiﬁer sa décision. CONFÉRENCES-EVÉNEMENTS (9290)

Le démantèlement nucléaire au déﬁ de l’industrialisation

Elle donne du relief à l’imagerie

Séparation par solvolyse des composites

cc PAGE 10

RAPIDITÉ

La RFID dépasse 100 Mbit/s

cc PAGE 14 DISPONIBILITÉ

Un milliard pour le graphène cc PAGE 4

cc PAGE 11 FIABILITÉ

Les systèmes complexes mieux évalués

INTERACTIVITÉ

De l’ingénierie au bout des doigts cc PAGE 16

INTÉGRATION

cc PAGE 12

L’antibruit à portée de tout matériau

cc PAGE 17

TARIFS ABONNEMENTS France (TVA 2,10 %) 1 an : 149 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) 4288 Annuaires (TVA 5,5 % incluse) «L’Atlas des usines»: 230 euros TTC (papier) 650 euros (format xls)

N°952ccMARS 2013

SÉCURITÉ

cc PAGE 13

MARKETING, DIFFUSION-ABONNEMENTS Directeur Jean-Baptiste Alline (9781) Abonnements Laurence Vassor (9788) Promotion Marie-Sophie Leprince ( 9808) et Isabelle de Goüyon Matignon (9811) Marketing Damien Delhomme (9786)

RECYCLAGE

cc PAGE 8

Pistage 3D pour la vidéosurveillance

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)

Numéro de commission paritaire : 0617T81775. 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 Christophe Czajka

TENDANCES

INDUSTRIE-TECHNO.COM INFORMATIQUE Les cyberattaques par déni de service explosent CE NUMÉRO COMPORTE : - UN ENCART ABONNEMENT BROCHÉ DE 4 PAGES ENTRE LES PAGES 2 ET 63 - UN PUBLI «FERROVIAIRE» DE 6 PAGES ENTRE LES PAGES 37 ET 40

CRÉDITS PHOTOS COUVERTURE : LUPUS78 ; T. GOGNY SOMMAIRE : T. GOGNY ; GOTHAMSMITH ; D.R.

cc PAGE 18

SOMMAIRE

EN COUVERTURE

PRODUITS

COMPOSITES

Concevoir en intégrant le vieillissement cc PAGE 40

NOUVEAUTÉS

Notre sélection de produits classés en 6 secteurs de référence cc PAGES 44 à 51

S’il te plaît, imprime-moi un avion Longtemps cantonnée à la réalisation de prototypes, l’impression 3D fait son entrée dans les usines. Par la grande porte: dans certains secteurs de niches, comme l’aéronautique, son essor est spectaculaire. Cette capacité de la fabrication additive à se substituer à d’autres procédés pour aboutir à des produits ﬁnis conduit même certains analystes à estimer qu’elle sera à l’origine de la troisième révolution industrielle. cc PAGE 20

Le prototypage rapide s’industrialise cc PAGE 22

INFOPOSTER

La 3D fait forte impression

cc PAGE 26

Chez Simaform, la fabrication additive afﬁne le design des pneus

CAHIER TECHNIQUE

Les moteurs de recherche d’entreprise La sémantique déjoue la complexité. cc PAGE 53

cc PAGE 34

7 procédés pour modeler la matière cc PAGE 24

Les nouveaux convertis de l’impression 3D cc PAGE 28

Les machines grand public ont du potentiel cc PAGE 36

Bien gérer ses ﬁchiers CAO pour imprimer cc PAGE 32

LA FABRIQUE DE L’INNOVATION

Les technologies ne meurent jamais cc PAGE 62

MARS 2013ccN°952

TENDANCES

Le démantèlement nucléaire au déﬁ de l’industrialisation

e démantèlement des installations nucléaires constituera une filière à part entière. Sur les 125 installations nucléaires que compte la France, 30 sont en cours de démantèlement, dont 9 réacteurs industriels. Et le gros du marché reste à venir, avec 58 réacteurs de seconde génération en cours d’exploitation. Pour y faire face, tous les acteurs, de l’exploitant EDF aux chaudronniers Areva et Westinghouse, des constructeurs Bouygues ou Vinci aux sous-traitants Onet ou Spie nucléaire cherchent la martingale: une technique de démantèlement rapide et efﬁcace.

cc Un

état des lieux crucial

Car les chantiers en cours sur les huit centrales de première génération françaises afﬁchent des résultats… inégaux. Symbole des crispations : la centrale de Brennilis (Finistère). Présenté par EDF comme un fer de lance de la ﬁlière du démantèlement dès son arrêt en 1985, son chantier a connu de nombreuses phases d’arrêt. Le démantèlement de son bâtiment réacteur n’est toujours pas entamé. EDF

justiﬁe ce retard en invoquant le design unique de cette centrale expérimentale « eau lourde - gaz », rapidement abandonné, et les recours à répétition des associations de riverains. Le piétinement illustre toutefois la complexité technique et administrative du processus. Pour éviter ce type de situation, un premier enjeu du démantèlement consiste à émettre des «scénarios» de travail réalistes, évitant les surprises en cours de route. Veolia Environnement a ainsi récemment signé un accord avec le CEA sur le transfert de technologies de cartographie radiologique des installations nucléaires. «L’objectif est de faciliter l’identification des “points chauds”, pour organiser les opérations de manière à minimiser les expositions potentielles, les déchets générés et le temps passé sur le démantèlement», explique Christophe Béhar, responsable des activités nucléaires au CEA. Une fois en phase opérationnelle, les normes de radioprotection strictes impliquent souvent de réinventer les modes opératoires. Certains sont répétables: la découpe des éléments très radioactifs s’est ainsi généralisée en piscine, l’eau ayant le double mérite d’emprisonner les rejets et d’agir

300 220 RÉACTEURS

dans le monde devront être arrêtés d’ici à 2020.

N°952ccMARS 2013

MILLIARDS D’EUROS

c’est le coût du marché du démantèlement des 300 réacteurs selon le cabinet Arthur D. Little.

2 300 000 m3 DE DÉCHETS RADIOACTIFS

seront stockés en France en 2030, dont 4 % de déchets moyennement et hautement radioactifs à vie longue, selon l’Andra.

comme écran radiologique. D’autres décisions s’élaborent au cas par cas. Pour écroûter un mur de béton, les procédés sont par exemple déterminés par l’ampleur de la contamination: déposition de gels chimiques, détergents, abrasion à l’eau sablée, destruction par micro-ondes… jusqu’au dispositif Aspilaser. Industrialisé par le CEA et la société SDMS, il est capable de vaporiser une couche de mur à distance. «Il faut prévoir chaque opération sous l’angle du confinement. L’objectif est de limiter la dispersion de la radioactivité qu’elle génère sous formes de poussières ou d’effluents», résume Alain Ensuque, directeur du Centre d’ingénierie et de déconstruction nucléaire (Ciden) d’EDF. Ce confi confinement nement amène souvent à bâtir, autour des travaux, des bungalows et tentes étanches qu’il faut ensuite déconstruire et reconstruire plus loin. Quand les rayonnements sont trop importants, les dispositifs télé-opérés prennent le relais. Leur utilisation plus systématique pourrait faciliter la tâche des opérateurs. Des chercheurs du CEA planchent ainsi sur

CEA ; D.R.

De nombreux industriels se positionnent sur le ﬁlon de la «déconstruction» nucléaire. Mais chaque chantier s’annonce unique et complexe. Malgré le développement d’outils innovants, la possibilité de les transférer d’un site à un autre reste à démontrer.

TENDANCES 2

Cartographier pour planiﬁ planiﬁer er 3

Enquête

Superphénix : objectif 2025 Précurseur des réacteurs de 4e génération refroidis par du sodium liquide, le surgénérateur Superphénix de Creys-Malville (en Isère) est à l’arrêt depuis 1992. Mais son démantèlement pourrait également s’avérer riche d’enseignements pour la « Génération IV ». Le chantier bute en effet sur un déﬁ : purger ses circuits de quelque 5 500 tonnes de sodium. Pour neutraliser cette substance extrêmement explosive face à l’humidité, tout un procédé de neutralisation sous forme de soude a été mis en place… Avec un débit modéré : la ﬁn du démantèlement est prévue pour 2025.

c Pour mieux programmer la déconstruction de ses installations expérimentales, le CEA a développé un ensemble d’outils de cartographie radiologiques. Cette panoplie inclut de nouveaux capteurs de rayonnements neutroniques (1). Ces instruments de mesure peuvent être mis en œuvre à distance par des robots, à l’instar du bras Maestro développé avec Cybernetix (2). Les données sont ensuite agrégées dans un plan virtuel en 3D, par des logiciels comme CartoTrack (3). un système de réalité virtuelle dans lequel un ouvrier commande à distance un bras esclave, dont il visionne les actions sur un plan virtuel en 3D.

démantèlement est unique

CEA ; D.R.

cc Chaque

Autre sujet sensible : la gestion des déchets nucléaires de moyenne et haute activité. « Temporairement » entreposés sur certains lieux de démantèlement ils attendent l’ouverture du site d’enfouisse-

ment à grande profondeur Cigéo à Bure (Meuse) en 2025. Ils font l’objet de travaux de recherche constants de l’Agence nationale des déchets radioactifs (Andra) sur des méthodes de conditionnement plus sûres. Les conditions de ces dépôts temporaires sont très contrôlées, assure l’Andra, sans parvenir à rassurer pleinement les associations. Au bout du compte, un constat demeure largement partagé: chaque démantèlement est unique.Les conditions de radioactivité,

Superphénix

industrie-techno.com

l’historique des installations et les opérateurs différant dans chaque cas, on ne peut pas s’épargner de réévaluer, la manière optimale d’opérer. Le phénomène d’apprentissage devrait cependant valoir sur les 58 réacteurs de seconde génération: « Avec un retour d’expérience suffisant, on peut réduire à une quinzaine d’années leur temps de démantèlement », estime Grégoire de Laval, directeur de la stratégie des activités de démantèlement chez Areva. cm cc HUGO LEROUX hleroux@industrie-technologies.com

MARS 2013ccN°953

TENDANCES

Erratum Contrairement à ce que nous avons indiqué dans notre enquête sur les technologies solaires (IT n°951, pages 26 à 28), Michael Grätzel, père des cellules à colorant, n’a pas (encore ?) été honoré par le Prix Nobel. Ses travaux sur les technologies solaires souples, largement salués par la communauté scientifique, lui ont toutefois valu de nombreuses autres distinctions dans plusieurs pays. cm

Sécurité Pistage 3D pour la vidéosurveillance Un système de reconnaissance en trois dimensions pour la vidéosurveillance a été dévoilé par Thales lors d’une présentation de ses activités de R&D fin janvier. Cet outil

pourrait faciliter le pistage d’intrus dans les

Identification de personnes dans un bâtiment mise au point par Thales.

lieux de haute sécurité. Ses algorithmes traitent les données des caméras selon une technique de « filtre à particules ». Ils établissent à partir d’un individu en mouvement un nuage de points dans l’espace. Ce nuage forme une signature qui peut être transmise de caméra en caméra. De quoi isoler des individus dont la signature est inconnue du système, dans des lieux à accès restreint comme les centrales nucléaires. Les flux de personnes peuvent également être visualisés sur un plan virtuel des lieux. Expérimentée à l’aéroport d’Eindhoven (Pays-Bas), cette perspective permettrait de mieux gérer les mouvements de foule, ou d’intercepter plus rapidement un pickpocket. Les chercheurs de Thales affinent encore la résolution du dispositif. Aucune date n’est dévoilée pour les premières applications commerciales. cc H. L.

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cc EN BREF

TENDANCES

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européenne vient de lui donner un coup d’accélérateur en allouant une subvention d’un milliard d’euros. But : industrialiser la production de ces feuilles de carbone épaisses d’un atome. Plus conductrices que le cuivre, 100 à 300 fois plus résistantes que l’acier et imperméables à tous les gaz, elles pourraient trouver de nombreux débouchés dans l’industrie, à condition que leur coût de production soit tiré à la baisse. C’est le premier objectif du projet, qui mise sur de nouveaux procédés de synthèse comme l’exfoliation du graphite, la synthèse chimique, ou la croissance physique sur un support. En parallèle, plusieurs secteurs d’application seront explorés : l’énergie, pour doper les batteries lithium-ion ; la santé, avec des rétines artificielles ; l’électronique, pour substituer les coûteuses électrodes en ITO. La France est le premier contributeur du projet, notamment par l’intermédiaire du CNRS, du CEA et des universités de Lille, de Strasbourg et de Thales. cc H. L.

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Le graphène pourrait devenir abordable, grâce au programme de recherche européen Graphène. La commission

La start-up LW Robotic développe un robot d’usinage dimensionné pour les PME. Baptisé Wobot, il vise les entreprises pour lesquelles les robots classiques s’avèrent trop puissants. Le prototype devrait prendre la forme d’un robot déplaçable de 1,6 x 1,6 x 2 m, articulé sur six axes et destiné à manipuler des objets de 2 à 15 kg. Lauréat des prix Oséo 2012 dans la catégorie émergence, le robot devrait être commercialisé courant 2014. cm

1-10 PIÈCES

Regarder nos Conseils de Conception en vidéo

Wobot (en rouge) est asservi sur deux cellules CNC.

MARS 2013ccN°952

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TENDANCES

Le dispositif Biofluides ERS recycle la chaleur perdue dans les eaux usées au profit des installations d’eau chaude sanitaire.

Efficacité énergétique La chaleur des « eaux grises » recyclée

Deux ensembles de logements sociaux parisiens vont être équipés d’une technologie de recyclage de chaleur des eaux usées. Livré par la PME française Biofluides Environnement, ce dispositif baptisé ERS emploiera une pompe à chaleur extrayant en continu les calories de ces eaux pour réchauffer une eau chaude sanitaire à 55 °C. Dimensionné au plus juste, le système tiendra dans un local de 15 m², sans stockage d’eau intermédiaire. Il doit permettre d’économiser jusqu’à 50 % sur la facture d’eau chaude pour les locataires. cm

Fiabilité Les systèmes complexes mieux évalués Des supports communs pour la conception et l’analyse de sécurité fonc tionnelle des systèmes complexes seront déve loppés au sein d’un nou veau laboratoire. Baptisé

CALL4S, il conjuguera les compétences de CEA-List et d’ALL4TEC pour faire gagner du temps, de l’argent et de la fiabilité à l’industrie. Le CEA-List apportera son expérience en ingénierie dirigée par les modèles Model Based Engineering. De son côté, le prestataire de service ALL4TEC appor-

tera son expertise dans l’analyse dysfonctionnelle. La plate-forme intégrée qui résultera de ces travaux constituera un outil efficace et interactif pour gérer les évolutions incrémentales des systèmes de plus en plus complexes dans la défense, le ferroviaire, l’automobile, le nucléaire. Elle offrira également aux PME la capacité de concevoir des produits plus sûrs et plus sécurisés, tout en diminuant le coût de la certification. cc J.-F. P.

Te chn iqu e de s errag e | E l ém ents norm a l is é s | Elé me n t s d e m a n œ u v r e

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TENDANCES

Recyclage Séparation par solvolyse des composites Recycler les matériaux composites à matrice organique. C’est l’enjeu du projet

Recco, actuellement mené à l’IRT Jules Verne, à Nantes. Lancé en 2009, il implique des acteurs industriels comme Airbus, Astrium, Héraclès, et académiques comme l’Institut de mécanique et d’ingénierie de Bordeaux. Pour obtenir un fil de carbone continu à partir de fibres discontinues recyclées, Recco mise sur la solvolyse. Ce procédé de séparation par voie aqueuse a été préféré à la technique thermique de pyrolyse, qui dégrade davantage les qualités mécaniques de la fibre de carbone. La fibre ainsi recyclée en laboratoire conserverait des propriétés comparables à la neuve. « L’autre ambition du projet est d’étudier la réintroduction de la fibre recyclée dans la matrice pour obtenir des semi-produits », précise Pierre Gras, consultant chez Alcimed, qui a accompagné le montage de Recco. La fibre recyclée pourrait être utilisée dans des articles de sport, des bateaux de luxe ou des pièces automobile. cc D. K.

Substitution du métal par les plastiques & composites

La solvolyse récupère des fibres de carbone en conservant leurs propriétés pour des usages ultérieurs.

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Allégement Des nanotubes en renfort

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Rapidité Un progiciel en temps réel

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Pour augmenter la quantité de données capturées Les mélanges et analysées en temps réel, maîtres d’arkema l’éditeur de logiciels de gestion améliorent les performances des d’entreprise SAP a annoncé thermoplastiques. l’intégration des applications SAP Business Suite sur la plate-forme In-Memory Hana. La large variété de scénarios d’affaires Des mélanges maîtres contenant prise en compte par SAP des taux de l’ordre de la centaine de PPM bénéficiera ainsi de la capacité de nanotubes de carbone ont été de la plate-forme à stocker présentés par le chimiste Arkema et déstocker rapidement au cours du salon Nanotech 2013, les données. cm à Tokyo. Leur ajout renforce la rigidité, la tenue aux chocs et la résistance aux UV des matrices polymères thermoplastiques. Avec à la clé, la possibilité de réduire In-Memory de SaP analyse l’épaisseur et d’alléger certaines pièces. d’importants Première application envisagée : volumes la fabrication de tuyaux dédiés de données au transport des eaux usées. cm en un clin d’œil.

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TENDANCES

Rapidité La RFID dépasse 100 Mbit/s Une technologie de communication sans fil associe l’ultralarge band (ULB) et la RFID. Elle a été développée par le

CEA-Leti avec le Nokia Research Center, dans le cadre du projet Umetag. Cette technologie atteint des débits de transmission allant jusqu’à 125 Mbit/s, pour une consommation de 5 à 10 mW lors d’échanges entre un terminal mobile et une étiquette passive. « Dans un premier temps, le terminal utilise le mode RFID pour assurer la synchronisation et télé-alimenter l’étiquette, explique Pierre Vincent, chercheur au CEA-Leti. Dans un second temps, la liaison ULB bidirectionnelle transfère les données. » À titre de comparaison, les débits de RFID plafonnent aujourd’hui à 800 Kbit/s. Cette innovation permet ainsi d’accéder à de l’information stockée localement sans recourir aux réseaux traditionnels (Wi-Fi, 3G ou 4G). Si Nokia la développe pour le téléphone mobile, une startup française verra le jour en septembre pour la valoriser dans d’autres domaines : transports, tourisme, publicité, grande distribution… cc E. S.

Vérification de la puce Umetag sur la plateforme de test du CEA-Leti.

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innovation sera présentée lors du Mobile World Congress 2013, à Barcelone, par la société française Wysips. Le composant, placé sous l’écran, permet l’auto-alimentation partielle du téléphone. Il repose sur une structure en sandwich dans laquelle les cellules photovoltaïques sont intercalées entre des couches de lentilles semi-cylindriques. La transparence atteint 90 %. Une puce électronique convertit et gère l’électricité produite pour recharger la batterie du téléphone. Selon Wysips, une heure de lumière naturelle fournirait l’énergie nécessaire à 30 minutes de conversation. La société inaugurera une ligne de fabrication de 8 millions de composants par an à proximité d’Aix-en-Provence (Bouchesdu-Rhône) au deuxième trimestre 2013. Les premiers smartphones, dont les marques sont tenues secrètes, devraient être commercialisés à l’automne 2013. Parmi les autres applications explorées, Wysips présentera un panneau d’affichage publicitaire autonome en énergie, en partenariat avec l’industriel Prismaflex. cc H. L.

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TENDANCES

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D’Éole aux smart grids

Dexip permet à l’ensemble des acteurs d’un projet d’utiliser les données 3D.

ymbole des nations modernes tournées vers le développement durable, l’éolienne électrique a tout de même l’âge vénérable de 125 ans. Les

questionnements sur l’adéquation entre sa production et la consommation d’énergie sont presque aussi anciens. En 1887, l’américain Charles Brush obtint une puissance de 12 kW en couplant un générateur d’électricité à un dispositif de 17 mètres récupérant l’énergie du vent. Celle-ci était déjà utilisée, depuis douze siècles, comme force motrice pour des moulins ou des pompes d’irrigation. L’industrialisation de l’éolienne moderne fut l’œuvre du Danois Poul La Cour, qui, en 1908, vendit soixante-douze exemplaires de son modèle Lykkegard de 25 kW, perfectionné en soufﬂerie. Ces machines se diffusèrent au début du XX e siècle dans les fermes isolées en Amérique du Nord. Elles y produisaient l’électricité nécessaire à l’éclairage et aux machines fixes. Mais l’on n’envisageait guère d’autres utilisations à l’époque car, comme le mentionne l’Encyclopédie des nouvelles inventions Cette éolienne de Charles Brush, parue chez Quillet en 1927 : « les avait une puissance de 12 kW en 1887. moteurs éoliens ont l’inconvénient d’avoir des vitesses et des puissances très variables, nécessitant toujours l’emploi d’une batterie d’accumulateurs et quelquefois d’un moteur de secours. » La question de la disponibilité en ‘‘juste à temps’’ de cette énergie se posait déjà, la volonté d’Éole ne correspondant pas toujours aux besoins des mortels ! Aujourd’hui, les éoliennes électriques vont jusqu’à une puissance unitaire de 6 MW en laboratoire et s’inscrivent dans le schéma global de production d’énergie de nombreux pays. Le parc électrique éolien mondial pourrait avoisiner prochainement les 250 000 MW, dont 7 000 pour la France. Quant à la volonté de faire coïncider l’offre et la demande, elle reste au cœur des efforts de transformation de l’architecture des réseaux électriques en « smart grids ». cm Retrouvez chaque mardi la chronique de Jean-François Prevéraud en vous abonnant à notre newsletter www.industrie-techno.com

Interactivité De l’ingénierie au bout des doigts

N°952ccMARS 2013

Une technologie novatrice de visualisation et de collaboration 3D sera utilisée dans les projets d’ingénierie de Dexip, filiale du groupe GDF Suez. Elle permet d’accéder via

des interfaces tactiles mobiles à la publication et à la gestion des données 3D des ouvrages techniques. « Les responsables de la construction peuvent ainsi organiser leurs réunions de chantier autour d’une surface où ils visualisent de manière interactive les modèles 3D de l’ouvrage, mais aussi de tous les équipements qu’il contient. Nous offrons en effet des liens avec Catia, NX, Pro/Engineer. Un outil d’aide à la décision utilisable pour la construction, mais aussi pour l’exploitation, la maintenance, voire les situations de crise », résume Jean-Luc Brocard directeur général de la start-up lyonnaise qui fournit cette solution innovante, TFTLabs. La technologie intéresse les groupes pétroliers et les producteurs d’électricité français. Elle devrait être utilisée sur les centrales nucléaires Iter et EPR en cours de construction. cc J.-F. P.

cc EN BREF

Longévité Des canalisations autocicatrisantes Des canalisations en polyéthylène capables de combler leurs propres fissures. C’est le produit que développe la firme Applied Nanotech pour l’association américaine du gaz du Nord-Est (NGA). La solution intègre un nanocomposite, dont les propriétés sont également explorées dans le domaine du blindage militaire. cm

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TENDANCES

Intégration L’antibruit à portée de tout matériau

Les micro alvéoles perforées s’adaptent à une grande variété d’utilisations et de concepts architecturaux.

Des alternatives aux matériaux d’isolation phonique classiques ont été mises au point par des chercheurs allemands de l’Institute of building systems (IBS) Fraunhofer. L’innovation s’appuie sur la microperforation des

matériaux « Les trous de 0,5 millimètre de diamètre absorbent efficacement les ondes sonores et les dispersent sous forme de chaleur. Et ils sont praticables sur toutes sortes de matériaux : métal, bois, verre », explique le directeur de l’IBS, Philip Leistner. Avec différents industriels, l’Institut a mis au point différents procédés de microperforation : forage pour les surfaces épaisses, poinçonnage par aiguille pour les films plastiques, ou poinçonnage classique pour des matériaux d’épaisseur intermédiaire comme le verre ou le métal. L’un des industriels a ainsi renforcé la performance phonique de ses cloisons open space, tandis qu’un autre a développé des films antibruits translucides superposables au vitrage des bâtiments. Ces innovations ont été présentées en janvier au salon de la construction BAU 2013 à Munich. cc H. L.

cc EN BREF

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Disponibilité 33 millions de modèles CAO à portée de clic

Le portail TracePartsOnline.net,

Le portail gratuit propose 350 catalogues 3D gratuits. TracePartsOnline.net met à disposition des ingénieurs des données techniques très complètes sur plus de 100 millions de produits, issus de centaines de catalogues de fournisseurs de composants. Ces données, parmi lesquelles des modèles CAO 3D neutres et natifs (plus de 40 formats), éviteront aux concepteurs de systèmes de « réinventer la roue » en reconstruisant à l’infini des modèles approximatifs de composants alors que leurs fournisseurs les ont déjà construits. cm

MARS 2013ccN°952

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Informatique Les cyberattaques par déni de service explosent Démocratisées et médiatisées par le mouvement politique Anonymous, les attaques par déni de service, dites aussi attaques distribuées ou DDoS, consistent à saturer et faire tomber un serveur en le submergeant avec plusieurs machines. Elles augmentent de 20 % par an. Dernières victimes en date : Amazon, Pay Pal ou encore la Réserve fédérale américaine, suite au suicide d’Aaron Swartz. Karine de Ponteves, analyste AV de l’équipe FortiGuard chez Fortinet, revient sur certaines attaques qui ont marqué DDoS les esprits et précise leurs caractéristiques.

Conception Vendée Globe : la victoire des ingénieurs François Gabart, vainqueur du Vendée Globe et Armel Le Cléac’h, arrivé deuxième, sont tous les deux ingénieurs Insa. Le premier a suivi une option génie mécanique et a été formé à la conception assistée par ordinateur et au calcul par éléments finis, tandis que le second est passé par la filière excellence sportive. Tous deux ont participé à la conception de leurs bateaux, mis au point par le cabinet d’architectes navals VPLP de Guillaume Verdier avec le bureau d’études Mer Forte. Les technologies de Dassault Systèmes et la réalité virtuelle ont permis de concevoir et de développer ces monocoques en moins de six mois. La maquette numérique qui a servi au développement de Macif est aussi au cœur d’une application grand public Gabart permettant de faire la visite du bateau en 3D.

Matériaux Cartographie du nano-écosystème Pour donner de la visibilité aux nanotechnologies, malgré la réticence de certains des industriels concernés à communiquer et pour remédier au faible niveau d’information du grand public, la jeune société de conseil en innovation Nanothinking en a recensé les principaux acteurs. Plus de deux cents d’entre eux figurent déjà sur cette NanoTechMap. Industriels, start-up et institutionnels sont invités à se manifester pour y figurer sur la base du volontariat, afin de constituer au fil du temps une image plus complète NanoTechMap du « nano-écosystème » français.

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empêchant toute duplication de programme a été intégrée par Siemens sur sa nouvelle gamme d’automates pour les machines de moyenne à forte puissance. RETROUVEZ CHAQUE JOUR L’ESSENTIEL DE L’INNOVATION DANS NOTRE FIL D’INTELLIGENCE TECHNOLOGIQUE

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énergétique, les LED font l’objet de recherches intenses. Le point avec Industrie & Technologies. LED

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innovation d’Aderis Technologies, explique qu’il prête une attention accrue aux enjeux de propriété intellectuelle depuis un premier dépôt de brevet. Aderis

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18/02/13 10:33

Le prototypage rapide s’industrialise ccPAGE 22

7 procédés pour modeler la matière ccPAGE 24

Infoposter

La 3D fait forte impression

ccPAGE 26

Les nouveaux convertis de l’impression 3D ccPAGE 28

Bien gérer ses fichiers CAO pour imprimer ccPAGE 32

Chez Simaform La fabrication additive affine le design des pneus ccPAGE 34

Les machines grand public ont du potentiel ccPAGE 36

EN COUVERTURE

Imprime-moi un avion

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Imprimé en poudre de nylon à l’aide d’une machine du fabricant Shapeways, ce modèle 3D symbolise le recours croissant de l’aéronautique à la fabrication additive pour produire des pièces de série, irréalisables par les procédés traditionnels.

Longtemps cantonnée à la réalisation de prototypes, l’impression 3D fait son entrée dans les usines. Par la grande porte : dans certains secteurs de niches, comme l’aéronautique, son essor est spectaculaire, à la fois pour la fabrication d’objets entiers comme des drones d’avions et pour la production de piècesdestinéesauvol.Cettecapacitédelafabrication additive à se substituer à d’autres procédés pour aboutir à des produits finis conduit certains analystes à estimer qu’elle sera à l’origine de la troisième révolution industrielle. S’il est encore tôt pour l’affirmer, force est de constater que cette technologie, qui cumule près de trente ans d’existence, est en pleine explosion. Un engouement à porter au crédit des fabricants d’équipements, mais aussi des éditeurs de logiciels. Sans eux, la technique serait encore réduite à son activité historique de création de modèles réduits, au lieu d’être en train de se construire un futur à grande échelle. cm

MARS 2013ccN°952

EN COUVERTURE

Le prototypage rapide s’industrialise

usqu’à 5 millions de produits uniques fabriqués chaque année. Le hollandais Shapeways, qui n’était encore qu’une start-up il y a quelques années, est passé maître dans l’industrialisation de la fabrication 3D, avec son usine inaugurée cette année à New-York. Celle-ci comptera 30 à 50 machines. Différents procédés de fabrication seront disponibles pour ses clients, ainsi qu’une variété de matériaux : plastiques, céramiques, sable… Un changement d’échelle révélateur de l’évolution du secteur dans son entier. La fabrication additive, qui consiste à assembler un

objet couche par couche, n’est pas une nouveauté en soi. Mais les usages et les applications qui en découlent sont en plein boom. « Les technologies ayant évolué, plusieurs procédés permettent désormais de produire directement des pièces, en petite et moyenne série », confirme Éric Baustert, responsable R&D au sein de la société MB Proto, qui produit notamment des prothèses dentaires, en plus de son activité de prototypage. Une tendance confirmée par le dernier rapport du cabinet de conseil Wohlers Associate. Ce document souligne que la part relative du prototypage dans les revenus issus de

la fabrication 3D, écrasante au début des années 2000, a été ramenée en 2011 à 76 %. De fait, les raisons d’adopter la technologie pour un usage industriel sont de plus en plus nombreuses. D’abord, sur des petits volumes ou des marchés de niche, elle permet de réaliser des économies substantielles de temps et d’argent. Ainsi, par rapport à l’injection plastique, les coûts de fabrication peuvent être réduits d’un facteur dix et le cycle de production raccourci de quelques heures à quelques semaines, grâce à la suppression de l’étape de création d’un moule dédié. cc Des

atouts industriels indéniables

Autre critère d’intérêt pour les industriels : l’allégement des pièces. Un atout de plus en plus net dans un grand nombre de secteurs, dont les transports et l’électronique. Selon EADS, qui construit des prototypes

Catherine Lubineau, directrice technique adjointe de l’Union de normalisation de la mécanique

Des normes pour garantir la qualité ccCatherine Lubineau Ingénieur de l’université de technologie de Compiègne, elle dirige l’UNM 920, la commission de normalisation française sur la fabrication additive, depuis sa création en 2010. Elle gère aussi un groupe de travail au sein du comité international ISO/TC 261.

Pourquoi la normalisation de la fabrication additive est-elle importante ?

Elle constitue un vecteur de diffusion des nouvelles technologies et contribue à leur adoption, en rendant l’information disponible sur le marché. De plus, elle aidera à donner confiance aux clients, en garantissant un certain niveau de qualité des pièces produites.

N°952ccMars 2013

Sur quoi portent les normes ?

Sur le vocabulaire, la description des procédés, le cahier des charges, l’échange de données informatiques et les formats de fichiers de fabrication 3D. On se dirige vers une harmonisation entre les normes internationales, ISO, et américaines (ASTM), dans un contexte de réel intérêt des industriels français et européens à prendre part aux travaux de normalisation.

Comment le peuvent-ils ?

En participant aux travaux du comité de normalisation français, point d’entrée pour la normalisation internationale et européenne. Le programme de recherche Sasam soutient la rédaction de normes européennes sur la fabrication additive. Les industriels peuvent faire remonter leurs besoins via un questionnaire, dont les réponses serviront à établir une feuille de route pour peser sur les travaux du comité ISO.

D. R.

Grâce à ses progrès technologiques, la fabrication 3D n’est plus cantonnée au prototypage. Elle permet aussi l’assemblage de pièces physiquement utilisables. Et fait ainsi de plus en plus d’adeptes, de l’usine la plus traditionnelle au nouvel acteur du e-commerce. Jusqu’où cette déferlante impactera-t-elle notre modèle industriel ?

IMPRESSION 3D

Poly-Shape réalise avec sa technologie de fabrication directe par fusion laser des pièces complexes en alliage de titane pour l’aéronautique. De plus, ce procédé permet des délais de production très courts.

de vélo et de drones en matière plastique en fusionnant plusieurs pièces en une et en éliminant les éléments d’assemblage, comme les vis ou les écrous, un allégement de 65 % est possible à performances mécaniques égales.

D. R.

cc De

nouveaux débouchés

Le même type de résultats peut être atteint avec les métaux, en créant des structures plus fines. Le français PolyShape, qui utilise la fusion laser de poudre métallique, parvient par exemple à obtenir des roues de turbine en titane 50 % plus légères que des roues standards, en construisant des sections alvéolées. En outre, comme le souligne la société de conseil Computer Sciences Corporation (CSC) dans un rapport sur la fabrication 3D, la technique est parfois la plus adaptée pour mettre en œuvre certains matériaux. C’est le cas du titane qui, malgré ses attraits, résiste mal aux moyens d’usinage conventionnels, comme la découpe ou le soudage. La fabrication additive permet donc de produire mieux. Mais aussi et surtout

d’ouvrir de nouveaux débouchés. Ainsi, les machines de frittage de poudre du français Phenix Systems sont à même de mélanger métaux et céramiques dans une même poudre, pour créer des composites à très haute performance mécanique ou thermique, inaccessibles par des techniques conventionnelles. L’industriel travaille aussi à fonctionnaliser des pièces. Ainsi, sur la même « tranche » d’un objet, il serait possible d’associer deux matériaux différents. Par exemple, sur une forme sphérique, un cœur en matériau conducteur et un pourtour en métal anticorrosion. Du côté des poudres organiques, des recherches ont lieu pour mettre au point de nouvelles formules aux propriétés finement contrôlées, que ce soit en termes d’homogénéité, via le contrôle de la taille des grains, de la résolution des motifs (jusqu’au dixième de micron) ou via l’ajout de fonction comme la capacité à conduire le courant électrique ou à s’autoréparer, entre autres. Dans le biomédical par exemple, on peut envisager d’imprimer des matrices servant de support à des cellules

pour reconstruire des tissus. À mesure que les machines progressent, des pièces plus grandes et plus fiables peuvent être fabriquées. « Pour les drones, il est déjà possible de construire des ailes en sections, puis de les assembler », souligne Terry Wohlers, fondateur de Wohlers Associates. Même si la perspective d’imprimer en 3D une aile d’avion paraît encore lointaine, les constructeurs aéronautiques ne perdent pas de vue l’objectif. En témoigne le projet de recherche européen Amaze, qui vise à produire par fabrication additive des composants métalliques de deux mètres d’envergure à l’horizon 2017. L’Agence spatiale européenne et Thales Alenia Space y sont associés. cc Vers

une transformation des usines ?

En arrivera-t-on, comme le prédit le cabinet CSC, à voir des machines de fabrication 3D dans toutes les usines ? Des procédés hybrides mélangeant impression 3D et usinage conventionnel verront-ils le jour ? Pour Terry Wohlers, le prix des machines industrielles pourrait freiner ce mouvement. À l’heure actuelle, celui-ci reste élevé, même pour un grand groupe. « Certaines usines produisant des volumes faibles et des pièces très complexes seront concernées. Mais la technologie va surtout contribuer à créer de nouvelles opportunités commerciales : de nouveaux types de produits et de nouvelles façons de créer des pièces et des assemblages complexes », analyse l’expert. « Je ne vois pas la fabrication 3D devenir le mode de production universel », estime quant à lui le directeur général de Phenix Systems, Patrick Teulet. « En revanche les progrès permettront à cette technologie de se positionner sur des secteurs très techniques, comme le spatial ou l’aéronautique, avec la possibilité de créer de nouveaux matériaux et de miniaturiser les composants. » À l’heure où l’avenir de certaines usines reste incertain, la fabrication 3D a au moins le mérite de promettre des lendemains industriels. cm cc LuDOViC FerY lfery@industrie-technologies.com

Mars 2013ccN°952

EN COUVERTURE

7 procédés pour modeler la matière Tous les modes de fabrication additive n’ont certainement pas encore vu le jour. Dans un souci de normalisation, sept catégories ont été créées pour distinguer la façon dont les couches successives du matériau de construction sont déposées. ccLUDOVIC FERY lfery@industrie-technologies.com

EXTRUSION

Le plus plastique c Principe : un polymère est fondu et déposé pour réaliser la pièce 3D. Les supports nécessaires sont fabriqués avec une deuxième matière et retirés de la pièce après fabrication. c Machines : Dimension, Fortus c Constructeur : Stratasys

c Matières compatibles : thermoplastiques c Précision : ± 0,1 à 0,3 mm c Avantages : rapidité c Inconvénients : monomatériau, nécessité du support

PROJECTION

c Principe : Via une tête d’impression, la pièce est construite par dépôt de ﬁnes gouttelettes de résine photosensible. La résine est polymérisée au fur et à mesure grâce à une lampe UV ﬁxée à la tête. Pour les objets complexes, il faut construire simultanément des supports et les éliminer après fabrication. c Machines : Connex, Eden

c Constructeur : Objet c Matières compatibles : résines photosensibles c Précision : ± 0,02 à 0,2 mm selon les dimensions de la pièce c Avantages : rapidité du procédé, possibilité de faire des pièces multimatériaux c Inconvénients : nécessité du support

PROJECTION DE LIANT

Le plus adaptable c Principe : il s’agit de la technique d’impression 3D proprement dite, qui consiste à imprimer un liant sur un lit de matériau à l’état de poudre. c Machines : S-Print, M-Print, ZPrinter, Voxeljet c Constructeurs : Ex-one, ZCorporation, 3D Systems

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c Matières compatibles : polymères, sable, métaux, plâtre c Précision : ± 0,05 à 0,1 mm c Avantages : adaptabilité au travail de matériaux légers, possibilité d’intégrer des couleurs c Inconvénients : ajout d’étapes additionnelles à la fabrication, fragilité des pièces, prix des consommables

INFOGRAHIES : F. ROBERT ; REMERCIEMENTS : CENTRE SIRRIS, BRUNO VERLEE

Le plus polyvalent

IMPRESSION 3D

stratoconcEPtion

Vidéo

Le plus intensif c Principe : dans ce procédé, encore appelé usinage par empilement, un outil, fraise ou laser, vient découper chaque tranche de la pièce dans une feuille ou une plaque. Les strates sont assemblées sur un deuxième poste. c Machines : stM, cri c Constructeurs : charlyrobot, stratoconcept

c Matières compatibles : bois, polymères, métaux c Précision : ± 0,05 mm c Avantages : possibilité de faire de grandes pièces, diversité de matériaux, niveau de précision c Inconvénients : étapes additionnelles à la fabrication (ponçage, collage), déchets liés à l’usinage

Fabrication 3D les procédés expliqués en images

PHotoPoLYMÉrisation

Le plus titanesque c Principe : on désigne parfois cette catégorie de procédé sous le terme stéréolithographie : un laser ou un rayonnement uV sert à solidifier certaines zones d’un polymère à l’état liquide dans un bain. c Machines : Mammoth sL, Viper sLa c Constructeurs : Materialise, 3D systems, Eos

c Matières compatibles : polymères photosensibles c Précision : ± 0,2 mm c Avantages : possibilité de faire de grandes pièces, rapidité c Inconvénients : compatibilité avec un nombre réduit de matériaux, nécessité de support, fragilité des pièces, ajout d’étapes post-fabrication

Fusion D’un Lit DE PouDrE

Le plus industriel c Principe : le procédé consiste à fusionner ou fritter un lit de poudre au moyen d’un laser ou d’un faisceau d’électrons. c Machines : sPro, Eosint, PxL c Constructeurs : 3D systems, Eos, arcam, Phenix systems c Matières compatibles : poudres métalliques, polymères

c Précision : ± 0,1 mm c Avantages : rapidité, propriétés mécaniques des pièces c Inconvénients : obtention d’état de surface nécessitant un post-traitement, nécessité d’un support

DÉPÔt ÉnErGÉtiQuE DirEct

infograhies : f. robert ; D. r.

Le plus ﬂexible c Principe : une buse projette et fond la poudre en même temps, suivant cinq axes. c Machines : Easyclad, DMD, aerosol jet c Constructeurs : Beam, optomec, Pom c Matières compatibles : alliages métalliques c Précision : ± 1 mm

c Avantages : absence de support, possibilité de réparer ou d’ajouter des fonctions à des pièces, possibilité de réaliser des pièces multimatériaux, possibilité de faire un dépôt/traitement de surface d’une pièce existante. c Inconvénients : étapes de post-fabrication, coût des machines, faible nombre de matériaux disponibles

Retrouvez sur notre site une sélection de vidéos et d’animations détaillant le fonctionnement des sept catégories de procédés de fabrication 3D. photopolymérisation

industrie-techno.com

Mars 2013ccN°952

EN COUVERTURE

Les nouveaux convertis de l’impression 3D

mprimer un avion ? L’idée peut faire sourire. Elle est pourtant plus proche de la réalité qu’on ne pourrait le croire. Les grands constructeurs aéronautiques font en tout cas partie des industriels pour lesquels la fabrication additive n’est plus, loin s’en faut, une simple technique de prototypage. L’américain Boeing indique ainsi avoir déjà produit par ces techniques d’assemblage couche par couche plus de 20 000 pièces utilisées en vol. Avec un engagement moins marqué, l’européen Airbus démarre aussi la production en série. Le nouvel A350-1000 intégrera notamment une fixation de porte imprimée en 3D.

Il faut dire que la fabrication additive a les arguments pour convaincre un manufacturier traditionnel : utilisation plus juste de la matière première, absence d’outillage, étapes d’usinage et main-d’œuvre réduites… Sauf que, dans la pratique, la mise en œuvre n’est pas si facile. Les machines industrielles, coûteuses, restent le plus souvent chez le sous-traitant, avec différentes contraintes : un délai incompressible, une absence de formation du personnel de l’usine et une certaine inertie en cas de changement de design d’une pièce. Si acheter une machine n’est pas hors de portée d’une PME, elle doit prévoir à l’avance comment l’amortir.

Un outil pour adapter sa production c Mettre au point

un logiciel associé à une base de connaissances recueillie sur quatre procédés de fabrication additive et huit matériaux différents. C’est la feuille de route du projet de recherche Karma, pour Knowledge based process planning and design for additive layer manufacturing, entrepris

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par quatre regroupements européens de PME, dont l’Association française de prototypage rapide (AFPR). La version actuelle de l’outil comprend trois points d’entrée: qualité, temps et coût de production d’une pièce. Suivant la demande, il donne des conseils de fabrication en termes de choix de procédé, de matière

et de paramètres de la réaction, pouvant aller jusqu’au positionnement géométrique de la pièce dans la machine. Achevé en juin prochain, Karma servira dans un premier temps à former les PME partenaires, même si ses concepteurs n’excluent pas un développement commercial.

Se poSer leS bonneS queStionS

Pour l’expert Terry Wohlers, la question primordiale à se poser est celle du type d’usage recherché avec la fabrication 3D. Veut-on modéliser un concept, faire un modèle de présérie intégrant les finitions, réaliser un prototype fonctionnel ou bien encore produire en série ? De chaque scénario découle des usages différents de la technique. Si l’on est sûr de vouloir produire des pièces et non des prototypes, il faut s’interroger sur l’opportunité de recourir à la fabrication 3D. Certains constructeurs de machines proposent des outils d’aide à la décision. À l’instar du belge Materialise avec son baromètre en ligne de l’impression 3D, lancé fin 2012. L’industriel est invité à y entrer les différents paramètres de son projet : taille de la pièce, niveau de complexité, coût de fabrication, taille de la série… L’outil calcule un pourcentage censé représenter le degré d’opportunité de collaboration avec le fabricant. La décision dépend aussi du matériau dans lequel on désire fabriquer une pièce. La gamme de polymères compatibles avec l’impression 3D s’agrandit constamment. Certains grades rendent même possible l’intégration de couleur ou de transparence. La diversification des poudres métalliques est en revanche plus laborieuse. La fusion des métaux pose en effet plus de défis de stabilité de matière que les plastiques. L’aluminium, par exemple, n’est encore au catalogue que de quelques fabricants de machines ayant acquis un véritable savoir-faire. Le belge Flying Cam, qui construit des drones hélicoptères pour l’industrie du cinéma et la surveillance environnementale, souhaitait réaliser par fabrication 3D un cadre entièrement en aluminium. « Au début du projet, nous n’étions pas sûrs que cela était

D. R.

Rapidité, design innovant, réduction des coûts… La fabrication 3D représente plus d’un atout concurrentiel pour les utilisateurs. Comme toute technologie émergente, elle n’est encore profitable qu’à certains acteurs, dans des contextes de production bien précis. Guide pratique avec quelques-uns de ces « adopteurs précoces ».

impREssiON 3D

Flying Cam s’est appuyé sur MB Proto pour la fabrication 3D de son hélicoptère sans pilote. Son châssis est constitué de deux pièces seulement avec la matière la plus légère disponible : l’aluminium.

possible », témoigne Étienne Brandt, ingénieur CAO chez Flying Cam. De fait, il a fallu près de deux ans à son partenaire MB Proto pour bien maîtriser la fusion de ce métal.

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libérer leS formeS

Flying Cam en a aussi profité pour revoir complètement le design de cette pièce de vol critique, puisqu’elle maintient notamment le rotor principal. « Nous avons utilisé Topol, un logiciel de topologie du centre de recherche Sirris, qui permet de partir d’un bloc de matière et d’enlever la matière qui ne sera pas sollicitée mécaniquement, avant la création du fichier numérique de fabrication », explique Étienne Brandt. «La structure obtenue est différente du design habituel et très biologique, proche de celle d’un os ». La simulation a permis dans ce cas de calculer la forme la plus adaptée en réponse aux contraintes mécaniques auxquelles est soumis le drone de Flying Cam (décollage

violent, descente brusque…). De la même positif renferme de nombreux conduits façon, des recherches travaillent à intégrer pour accueillir les câbles et les compoles contraintes thermiques ou de conduc- sants électroniques. Leur usinage dans le tivité électrique afin de calculer la forme métal prend du temps. Une opération qui de pièce pour y répondre au mieux. a été grandement facilitée par la construcLe propre de la fabrication additive est tion couche par couche à partir d’une d’obtenir un niveau de complexité géomé- poudre polyamide. Intrion est aussi trique qui ne peut pas être atteint par les devenu plus réactif vis-à-vis de ses clients. moyens d’usinage convenPour modifier le dessin tionnels, comme le frai- La fabRiCaTiON 3D des conduits lors d’une sage ou la découpe. «Il est REND évolution de l’électronipossible de produire des L’UTiLisaTEUR que embarquée, l’induspLUs LibRE volumes fermés, comme Vis-à-Vis DU triel n’a qu’à changer le des structures avec les rai- DEsigN pRODUiT. fichier numérique. Il peut disseurs déjà intégrés », tester et livrer un nouconfirme Didier Boisseveau grappin en moins lier, responsable technique de l’Irepa Laser de deux semaines. qui expérimente différents procédés de Argument commercial majeur des profabrication 3D. moteurs de la fabrication 3D, le gain de En éliminant les contraintes d’outillage, temps ne concerne que certaines applicala technique rend l’utilisateur plus libre tions. Dans le dentaire par exemple, la vis-à-vis du design produit. Le prestataire technique n’est pas plus productive que de solutions automatisées Intrion en a l’usinage numérique. Elle permet de profait l’expérience avec Materialise sur un duire 80 à 160 pièces sur mesure à partir projet de grappin robotisé. Ce type de dis- du scanner du patient. « La différence se Mars 2013ccN°952

EN COUVERTURE

aéronautique

Beam répare l’irréparable La société alsacienne Beam, grâce à sa technologie de Construction laser additive directe (Clad), répare des pièces de moteur d’avion qui étaient jusqu’ici irréparables. Elle a ainsi réusiné, pour le compte de l’équipementier Chromalloy, 400 pièces qui sont déjà réutilisées en vol.

cette spin-off, créée le 1er décembre 2012, commercialise les procédés et machines de Construction laser additive directe (Clad) développés au centre de recherche technologique Irepa laser. Soit trois machines dont la version la plus élaborée, Magic, intègre deux buses, plusieurs réservoirs de poudre et une interface logicielle pour un prix de 1 à 1,2 million d’euros.

Des pièces denses et homogènes sont réalisées par fusion laser de couches successives de poudres.

ccle problème

ReconstRUiRe Les pièces aBîMées

La société américaine Chromalloy est spécialisée dans l’optimisation de moteurs à combustion pour réduire leur maintenance ou prolonger leur durée de vie. Dans l’aéronautique, elle est à la recherche constante d’innovations à proposer aux motoristes. En 2008, le soustraitant met déjà à profit le procédé de Construction laser additive directe (Clad) pour son utilisation en rechargement, l’ajout de matière sur une pièce comme un arbre de train d’atterrissage. Mais c’est une autre fonctionnalité du Clad que Chromalloy recherche quand elle approche l’Irepa laser cette année-là : la possibilité de réparer complètement des pièces de moteur d’avion à partir de leur fichier numérique initial. ccla Solution

De La faBRication 3D en 3 oU 5 axes

Le savoir-faire de l’Irepa laser tient à la conception de la buse qui permet de se libérer du mode de dépôt bidirectionnel des autres procédés de fabrication additive. En effet, la tête de la machine Clad utilisée dans

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ccle réSultat

pLUs De 400 pièces RéexpéDiées en voL

Beam utilise le procédé clad pour réparer les lèvres usées de ce joint de turbine air-huile utilisé dans les moteurs d’avion.

le cadre du partenariat avec Chromalloy est capable de fabriquer depuis 2009 en 3 axes comme en 5 axes. Les pièces soumises par l’équipementier aéronautique sont des éléments de moteur, qui doivent être à même de résister à des températures extrêmes et des vitesses de rotation de 30 000 tours par minute. « On se situe sur une véritable innovation de rupture, car ces pièces n’avaient jamais encore été réparées avant », affirme Emmanuel Laubriat, dirigeant de la société Beam, spin-off de l’Irepa laser créée pour commercialiser le savoir-faire du centre de développement alsacien. «Cela permet de s’adapter parfaitement à la géométrie de la pièce à réusiner, notamment en travaillant à partir de surfaces gauches », souligne

À ce stade, la société Beam a qualifié quatre pièces pour le compte de Chromalloy. Les temps de réparation varient de 2 à 6 heures, suivant la complexité de la réparation. Après intervention, l’état de surface étant encore assez granuleux, une phase de polissage est nécessaire. Les pièces finies sont ensuite transmises au motoriste qui conduit les différents tests métallurgiques conformément à sa grille de qualification. Tant que les pièces réparées présentent les mêmes propriétés mécaniques que les pièces d’origine, elles peuvent reprendre la voie des airs. «Nous avons réparé à ce jour plus de 400 pièces tournantes de moteur de vol pour Chromalloy», souligne Didier Boisselier, responsable technique de l’Irepa laser. Beam a deux principaux concurrents sur les procédés Clad, Optomec et le groupe Pom, tous deux américains. Mais aucun d’eux n’a encore communiqué sur une preuve de concept industrielle en réparation aéronautique. cm ccLudovic Fery lfery@industrie-technologies.com

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ccBeam en BreF

Emmanuel Laubriat. Des géométries fines peuvent ainsi être reconstruites comme ce qui a été mis en œuvre pour l’une des pièces, un joint de turbine air-huile constitué d’une superposition de petites lèvres.

impREssiON 3D

Carte « Qui dit plus faible épaisseur de lamelles, dit plus de lamelles à la surface du pneu et donc plus d’adhérence », fait valoir Michel Dehez, directeur de Simaform.

Dans le dentaire, la fabrication additive (ici Phenix Systems) rend possible le lancement d’un cycle pendant la nuit.

fait sur la main-d’œuvre, beaucoup moins exigeante dans le cas de la fabrication additive », note Thierry Beaune, dont le laboratoire accueille une machine du fabricant Phenix Systems. Le technicien n’a en effet pas besoin d’être constamment devant l’automate, ce qui rend possible le lancement d’un cycle pendant la nuit. Dans d’autres cas en revanche, la fabrication 3D permet un réel gain de temps. Notamment pour la conception. C’est ainsi que NedLight Eco Led Systems a pu répondre à une commande d’un de ses clients dans le délai très serré d’une semaine. Le défi consistait à intégrer des LED le long d’une toiture ondulée. Une réalisation exigeant des connecteurs d’une forme inédite. En coopérant avec Materialise, NedLight Eco a pu concevoir six nouveaux types de connecteurs et livrer dans les temps 1 100 pièces à son client. Des gains de productivité importants peuvent aussi être obtenus dans la fabrication de moules. Exemple chez le luxembourgeois Simaform (voir reportage page 34). L’industriel fabrique des lamelles, de petits motifs aidant à l’adhérence d’un pneu. Grâce à sa machine acquise auprès de Phenix Systems, l’industriel est capable de construire un moule prototype en moins de trois semaines, contre deux fois plus en moyenne chez ses concurrents utilisant les techniques traditionnelles. Un atout de taille pour séduire ses clients, qui cherchent le moindre gain de temps pour accélérer le lancement de nouveaux produits. L’empreinte de moule, plus précise grâce à la finesse de la poudre utilisée, apporte en outre une amélioration de performance. Les lamelles produites sont plus fines d’environ un dixième de millimètre.

tenir Compte DeS ContrainteS

Au vu de ces avantages, on peut s’étonner que l’essor de la fabrication 3D ne soit pas plus rapide. Les réticences ne sont pas seulement économiques. Aussi sophistiqué soit-il, le fichier numérique n’est pas le seul facteur de réussite d’une pièce. «La préparation de la poudre est décisive, notamment le tamisage et le temps de séchage car l’humidité risque de nuire à la qualité des pièces», souligne Thierry Beaune. Inutile donc d’investir dans une machine sans formation du personnel. Autre aspect peu évoqué par les défenseurs de la fabrication additive, la nécessité de mettre en œuvre des étapes de finition. La fusion de la matière crée en effet des tensions résiduelles dans la pièce. Il faut les évacuer. Relativement courts par rapport à la fabrication elle-même, ces traitements doivent tout de même être pris en compte dans le calcul du temps de cycle. Pour des prothèses dentaires en alliage chromecobalt, il faut par exemple procéder à un recuit d’une vingtaine de minutes, pour rendre les pièces passives avant d’entamer la phase de polissage de l’implant. Mais le plus gros frein à la diffusion industrielle de la fabrication additive reste d’ordre réglementaire. Les constructeurs facilitent certes le travail de leurs clients en faisant par exemple certifier des binômes poudre-machine. Toutefois, en l’absence de normes harmonisées, difficile de s’y retrouver pour un non-initié. C’est pourquoi des travaux de normalisation sont entrepris actuellement à l’échelle internationale. Une harmonisation est notamment attendue au niveau du fichier numérique de fabrication actuellement en vigueur, le format STL, présentant plusieurs limitations. « La finalité est de pouvoir contrôler les propriétés de chaque voxel de matière », détaille Alain Bernard, professeur à l’École centrale de Nantes et vice-président de l’Association française de prototypage rapide (AFPR). Dans cette optique, les spécialistes voient bien le format AMF,

La fabrication 3D en France où sont les acteurs de la fabrication additive en France ? Fabricants, revendeurs de machines, prestataires de service, centres d’expertise… Un nouveau tissu industriel est en train de naître dans l’Hexagone avec, comme chez ses voisins européens, une orientation plus poussée vers la fabrication 3D métallique. Côté fabrication grand public, des start-up émergent aussi, à l’instar du francilien Sculpteo. Géolocalisez sur notre Google Maps l’ensemble des partenaires qui peuvent vous aider à prototyper ou fabriquer en série vos produits. Cartographie

industrie-techno.com

établi en 2011 par une norme américaine ASTM, s’imposer comme la référence mondiale. Plus poussé que le format STL, il contient plus d’informations que son prédécesseur sur la couleur, la texture, la nature des matériaux et la microstructure de chaque grain de matière assemblé. Pour que la fabrication 3D s’impose, un dernier verrou devra enfin être levé : celui de la sécurisation de ces fichiers. La crainte que des données confidentielles concernant la conception des pièces ne soit plus pillées est en effet bien présente chez de nombreux industriels. Pour les convaincre, les fabricants d’imprimantes 3D devront impérativement la dissiper. cm ccLudovic Fery lfery@industrie-technologies.com

Mars 2013ccN°952

EN COUVERTURE

Bien gérer ses fichiers CAO pour imprimer

tiliser ses logiciels de CAO pour fabriquer par impression 3D ? La manœuvre est plus complexe qu’il n’y paraît. Certes, tous les logiciels de CAO sont capables d’exporter les modèles en format STL, le plus courant en entrée des imprimantes 3D. Mais encore faut-il qu’ils soient « propres ». C’est-à-dire « que tous les contours soient fermés, les arêtes des facettes triangulaires jointives, sans “trous” dans la matière ou erreurs de topologie », précise Pascal Devatine, responsable de Solid Edge chez Siemens PLM Software. Le format STL étant facettisé, il faut aussi régler quelques paramètres pour obtenir une pièce exacte et de bel aspect. « En premier lieu, la valeur de corde, c’està-dire la distance maximale entre un pro-

fil exact et son approximation par une facette. Plus elle est faible, plus la pièce est précise, mais plus le fichier est gros, donc long à traiter », explique Pascal Raynaud, spécialiste Creo chez PTC. cc La

chaîne : scanner, CAO, imprimante est vite maîtrisée

« La préparation d’un fichier STL en vue de son impression en 3D est simple et logique pour un utilisateur de CAO », estime malgré tout Philippe Pigeard, responsable de CadLink, distributeur de Rhinocéros, un logiciel de CAO 3D économique apprécié des designers et amateurs. « Il suffit de positionner la pièce pour qu’elle soit facile à fabriquer et éventuellement prévoir des supports pour la soutenir durant l’impression si ce n’est

Sculpteo a signé un partenariat commercial avec Dassault Systèmes. Le leader de la conception 3D met à disposition des clients de la start-up française, pour 15 euros, son logiciel 3DviA.

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pas fait automatiquement. Rien de bien sorcier pour un concepteur ayant la fibre production. » Il faut aussi éviter dans le modèle les parois trop minces, 0,7 à 1 mm suivant les machines, ainsi que les zones trop massives, consommatrices de matériau et de temps de réalisation. Du point de vue du design, le jeu en vaut en tout cas la chandelle. « L’impression 3D présente moins de contraintes que la fabrication traditionnelle », estime Paul Huguet, responsable technique chez SolidWorks. « L’accessibilité de l’outil ou des contre-dépouilles, voire le passage d’une pièce dans une autre n’ont pas à être pris en compte. On peut donc réaliser des objets impossibles à fabriquer autrement ! » Pour Joël Rivault, directeur du distributeur 3D Solutions, « l’impression 3D révolutionne déjà certains métiers. Les bijoutiers et les prothésistes s’accaparent très vite la chaîne : scanner, CAO, imprimante. Pour moins de 35 000 euros, ils peuvent partir de l’existant, le modéliser, le modifier et imprimer le moule servant à réaliser un objet où les adaptations seront minimes. » De son côté, Dassault Systèmes propose, moyennant 15 euros, de faire fabriquer une figurine par son prestataire Sculpteo. Et mise sur ces technologies pour stimuler l’innovation. « Nous proposons aux designers lors d’un concours trimestriel de créer des objets aux formes qui mettent à l’épreuve les capacités des imprimantes 3D », souligne le directeur stratégie marketing, Frédéric Vacher. Reste que la diffusion de cette technologie représente un risque pour la propriété intellectuelle et industrielle contenue implicitement dans une géométrie. On pourrait même aller jusqu’à imaginer une loi Hadopi pour le 3D. cm ccJean-François Prevéraud jfpreveraud@industrie-technologies.com

D. R.

L’impression 3D devenant abordable, nombre de PME envisagent de s’équiper. Mais les machines de premier prix, efficaces pour personnaliser des objets existants prévus à cet effet, ne sont en revanche pas adaptées à l’utilisation de ses propres modèles CAO.

EN COUVERTURE LA FABRICATION ADDITIVE rassemble les constructeurs de machines dites industrielles et les prestataires de fabrication personnelle. Deux usages coexisteront sans doute à l’avenir : la production technique dans les usines et une nouvelle économie numérique reposant sur l’échange de ﬁchiers ﬁchiers de fabrication côté grand public.

UNE CROISSANCE RECORD Sur 24 années d’existence, la fabrication 3D a connu quinze fois une croissance annuelle à deux chiffres. Une tendance qui s’est encore conﬁrmée en 2010 et 2011.

30 %

24,1

25 %

Secteurs d’utilisation de la fabrication 3D (en pourcentage sur l’ensemble des revenus)

29,4

Produits électroniques et grand public : 20,3 % Autres : 5,3 %

Médical / dentaire : 15,1 %

Architecture : 3 %

20 %

1,325

15 %

1,714

milliard de dollars de chiffre d’affaires

10 %

Agences gouvernementales/ Militaire : 6%

milliard de dollars de chiffre d’affaires

Véhicules à moteur : 19,5 % Aérospatial : 12,1 %

2010

Éducation/ Recherche académique : 8 % Machines industrielles : 10,8 %

2011

DE PLUS EN PLUS ADOPTÉE POUR FABRIQUER DES PRODUITS FINIS 25

La production directe d’objets entre 2003 et 2011. (en pourcentage sur l’ensemble des revenus issus des produits et services réalisés en fabrication 3D)

24 19,6 17,2

14 11,7

8,3

9,6

6,6 5

3,9

2003

2004

2005

2006

2007

Remise à zéro du modèle industriel Prototype

Production

Assemblage Distribution Entreposage

N°952ccMARS 2013

2009

2010

2011

FONCTIONNALITÉS DISPONIBLES AUJOURD’HUI Vente

De six étapes, l’impression 3D permet de passer à deux : envoi du ﬁchier numérique et fabrication.

2008

c Construction d’objets sur mesure, comme des implants, grâce au scanner du patient c Allégement dans les transports (automobile, aéronautique…) c Utilisation de matériaux variés: verre, plastiques, métaux ou céramiques c Customisation ou restauration des pièces c Service de fabrication 3D en cloud computing

IMPRESSION 3D

La 3D fait forte impression cc LUDOVIC FÉRY lfery@industrie-technologies.com

cc GÉRARD QUÉVRIN gquevrin@industrie-technologies.com

UNE TECHNOLOGIE EN PLEINE DÉMOCRATISATION

DE LA PLUS CHÈRE À LA MOINS CHÈRE

MACHINES PROFESSIONNELLES Progression de 2010 à 2011

>1600 000 €

+ 5,4 %

cFournisseur : V Xeljet cModèle : VX 4000

20000

l’unité

6 494 unités vendues en 2011

10000

5000

MACHINES PERSONNELLES

Une vaste gamme de prix est disponible sur le marché des imprimantes 3D, de la machine essentiellement plastique à assembler soi-même à l’imprimante industrielle livrée avec un grand nombre d’options (atmosphère contrôlée, interface logicielle, paramétrage de la buse…).

15000

600 000 à 1000000 €

2007 2008 2009 2010 2011

Progression de 2010 à 2011

+ 289 %

25000

147 000 € 500 à 2 000 dollars

l’unité

20000

cFournisseur : Beam l’unité cModèle : EasyClad VH LF4000

cFournisseur : Phenix Systems cModèle : PXS

15000

l’unité 10000

23 265 unités vendues en 2011

5 420 €

5000

2007 2008 2009 2010 2011

AXES DE R&D

500 €

l’unité

cFournisseur : Asiga cModèle Freeform Pico

cFournisseur : Reprap cModèle : Prusa Mendel V2

SOURCE : WOHLERS REPORT 2012 ; INDUSTRIE ET TECHNOLOGIES

+ de 5 000 dollars

l’unité

SCÉNARIOS FUTURS c Fabriquer en 3D en multimatériaux, notamment pour l’électronique c Construire des pièces de grande dimension, comme des ailes d’avions, en une seule fois c Imprimer en 3D des tissus humains et des organes simples c Co-créer avec les clients

c Intégrer les machines de fabrication 3D dans les usines c Construire des véhicules entiers c Passer d’une économie de biens à une économie d’échange de ﬁchiers numériques c Imprimer en 3D des organes complexes

MARS 2013ccN°952

EN COUVERTURE Simaform doit fabriquer jusqu’à 4000 lamelles pour réaliser un moule de pneu hiver complet.

Chez Simaform, la fabrication additive afﬁne le design des pneus Pour compléter ses équipements traditionnels de fabrication de lamelles de pneus, la société Simaform a investi 450 000 euros dans une imprimante 3D. La machine permet de fabriquer des pièces au design plus complexe.

eux modes de production cohabitent dans l’usine Simaform d’Eselborn-Lentzweiler, au Nord du Luxembourg. Le bâtiment le plus ancien abrite une ligne de fabrication traditionnelle de lamelles de pneus. Au milieu du ronronnement des machines laser, à côté du bureau de dessin et de l’atelier de découpe, les ouvriers plient par emboutissage des morceaux d’Inox. D’une longueur d’environ cinq centimètres et d’une largeur d’un centimètre, ces pièces servent à imprimer les sillons qui donnent aux pneus plus d’adhérence à la route. Quelques dizaines de mètres plus loin, au soussol d’un nouveau bâtiment, le directeur du site Michel Dehez vient de faire installer une imprimante 3D. «Avec cette méthode, on peut faire ce qu’on veut : des angles droits à l’intérieur et à l’extérieur, des épaisseurs différentes», explique-t-il en brandissant une lamelle.

JEUDI, 9H15 Tout commence dans le bureau de Samuel Grommerch, responsable R&D. La première étape consiste à dessiner à l’aide d’un logiciel de CAO la pièce demandée par le client. La pièce tourne sur l’écran pour vérifier les angles. Avant de transférer le fichier à l’imprimante, l’opérateur calcule le temps de production. Le logiciel Phénix s’appuie sur le fichier CAO pour diviser la pièce en parties de 40 microns. 500 couches étant requises pour fabriquer une lamelle, le temps nécessaire est évalué à 18 heures. Une estimation que notre spécialiste juge un peu optimiste au vu de la complexité de la pièce.

cc Le

frittage de poudre permet de réaliser des formes complexes

L’équipement, acquis il y a quelques semaines, se veut un complément à la technologie traditionnelle. Les ouvriers fabriquent en moyenne huit cents pièces par heure, alors que la machine en produit deux cents en vingt-quatre heures. «À partir d’un certain nombre de pièces, il vaut mieux opter pour la méthode traditionnelle. La fabrication additive prend tout son avantage pour des pièces complexes, qu’il faudrait fraiser si on les concevait de manière manuelle. Une opération coûteuse en temps», détaille Michel Dehez. Le recours au frittage permet de développer des pièces au design toujours plus ﬁn, à un coût réduit de 30%. cm ccSOPHIE EUSTACHE seustache@industrie-technologies.com

N°952ccMARS 2013

JEUDI, 9H30 Au sous-sol du bâtiment, Samuel Grommerch programme l’imprimante 3D pour lancer la production de deux cents lamelles.

IMPRESSION 3D

JEUDI, 11H

P. GUITTET POUR INDUSTRIE ET TECHNOLOGIES

L’opérateur remplit le plateau de poudre d’Inox, qui servira à la construction de la pièce. Les lamelles sont conçues par fabrication additive, par un procédé de frittage.

VENDREDI, 11H15

JEUDI, 11H15 La poudre d’Inox est tassée dans un récipient qui monte de 80 microns. Le rouleau pousse ensuite les 80 microns sur un plateau qui tourne et écrase la poudre sur 40 microns. 40 microns par 40 microns, les pièces se construisent et se dessinent à l’aide d’un laser (détail).

Les 200 pièces sont prêtes. Il faut encore nettoyer la poudre qui recouvre le plateau et retirer les lamelles par une méthode de découpe à fil. Une ultime étape de rectification par sablage, microbillage ou tribofinition peut être réalisée au besoin.

MARS 2013ccN°952

EN COUVERTURE

Les machines grand public ont du potentiel Imprimantes à monter soi-même à la maison, service d’impression 3D en ligne: la fabrication individuelle de petits objets gagne du terrain. Au point de susciter l’intérêt des PME, qui peuvent se laisser séduire par ces machines à prix mini.

’imprimante 3D sera-t-elle le vecteur de la prochaine révolution industrielle? Pour Chris Anderson, ancien rédacteur en chef de la revue Wired, cela ne fait aucun doute. Le journaliste, qui a signé un ouvrage intitulé Makers, La nouvelle révolution industrielle, estime que cette technologie aura « plus d’impact que le Web ». Rien moins. Les cabinets de conseil y vont eux aussi de leurs prédictions. L’un d’eux, CSC, imagine même, dans une note datée de décembre 2012, les « makers », ces bidouilleurs capables de fabriquer chez eux n’importe quel objet, prendre le pas à terme sur l’industrie manufacturière. Tandis que les performances de ces machines sont constamment repoussées en laboratoire – ici, on annonce avoir reproduit des tissus humains, là, on pré-

tend pouvoir construire une maison de 232 m2 en vingt heures –, une nouvelle économie se développe dans le sillage du mouvement Do it yourself : la fabrication 3D personnelle. Anticipant un futur où il devrait être possible d’imprimer chez soi une paire de chaussures ou de la nourriture achetées en ligne, nombre de sociétés proposent déjà de livrer à domicile des imprimantes 3D légères, à monter soimême ou non. Ou encore d’imprimer à la demande n’importe quel objet, parfois à partir d’un simple dessin d’enfant. Pionnier de l’impression 3D grand public, Makerbot Industries a présenté en janvier sa Replicator 2, capable d’imprimer des pièces d’un volume de 28,5 x15,3x15,5 cm avec une résolution (épaisseur de couche) de 0,1 mm, vendue moins de 2 100 euros. L’autre poids lourd

du secteur, 3D Systems, sort cette année la deuxième version de sa Cube 3D, façonnant des objets jusqu’à 14 cm3, avec une résolution de 0,2 mm, pour 1 200 euros. Dans son catalogue, on trouve aussi la RapMan, dont le modèle le moins onéreux coûte 1 030 euros. cc Pour

imprimer des prototypes avec un modèle low cost

Le marché de l’imprimante 3D « low cost » compte également les toulousains d’eMotion Tech et leurs kits à assembler, réservés aux bricoleurs aguerris, pour des objets de 20 x 20 x 14 cm et une résolution variant entre 0,1 et 0,45 mm selon l’expérience du client, vendus 500 à 730 euros sans la plaque ni l’alimentation. Les modèles les plus précis sont proposés par Formlabs et Ultimaker : la Form 1 (2 500 euros) qui fait appel à un autre procédé de fabrication, la stéréolithographie – le travail au laser d’une résine photosensible – revendique une résolution de

MODÈLE RÉDUIT

ROULEMENT À BILLES

LAMPES

SUPPORT DE MONTRE

Cette maquette d’avion a été obtenue à partir d’une poudre polymère Shapeways. Des industriels, comme EADS, s’intéressent à cette technique pour fabriquer des drones par frittage de poudre métallique..

Ce roulement à billes (12 x 12 x 3 cm pour 25 g) d’une résolution de 0,25 mm a été imprimé en moins de deux heures avec une RepRap Prusa Mendel de la société eMotion Tech, une imprimante 3D open source capable de se répliquer.

Ces lampes en plastique ont été réalisées par une Replicator 2 de Makerbot Industries. Les éléments ont été imprimés séparément puis assemblés.

Une Cube 3D, premier modèle d’imprimante personnelle de la société 3D Systems, présenté au CES 2012 de Las Vegas, a permis de fabriquer ces supports de montre en plastique.

N°952ccMARS 2013

D. R.

TOUT CE QUE L’IMPRESSION 3D PEUT FAIRE POUR VOUS

IMPRESSION 3D

Le FabLab de Lille met à disposition de ses usagers plusieurs imprimantes 3D Cupcake CNC, Ultimaker et ici une Prusa Mendel.

créer des objets en ligne – pour l’instant seulement des coques d’iPhone et des gadgets genre bijoux et porte-clés – ou d’ouvrir une boutique pour vendre leurs créations. « Nos plus grosses machines sont capables d’imprimer un grand tabouret en polyamide (50 x 50 x 70 cm), avec une précision allant jusqu’à 0,1 mm, explique Clément Moreau, cofondateur de Sculpteo. Les objets sortent en plastique, argent ou céramique, et, sur devis, en titane ou en acier Inox.

espaces ouverts à tous pour créer des objets

D. R.

cc Des

0,025 mm, quand l’Ultimaker, vendue trois fois moins chère « à assembler », se veut au moins deux fois plus précise. Une aubaine pour les PME qui n’auraient pas les moyens d’investir dans un outil professionnel ? « Les petites imprimantes grand public sont une solution pour fabriquer des prototypes ne nécessitant pas une grande précision », assure Éric Bredin, directeur marketing chez Stratasys, un constructeur d’imprimantes 3D professionnelles. « Cela permet de produire un certain nombre d’objets », observe Georges Taillandier, président de l’Association française de prototypage rapide (AFPR). Il suffit de faire un tour sur Thingiverse.com pour prendre conscience de la diversité des pièces imprimables, dont on peut aussi télécharger gratuitement le fichier 3D. Mais ce « n’est pas encore intéressant pour les PME ou les petits artisans, tranche-t-il. Leurs performances progressent à un rythme important, mais les coûts augmentent avec la précision ». Les différences restent de taille entre les machines professionnelles et personnelles. Moins précises, moins rapides et moins ﬁables, ces dernières n’impriment encore qu’en une seule couleur, et des produits ne dépassant jamais 20 cm de haut. Avec seulement deux matériaux disponibles, les plastiques ABS et PLA, quand l’industrie utilise déjà la céramique, l’acier Inox et le béton. Celles qui en proﬁtent sont les entreprises proposant des services d’impression 3D à la demande. En France, certaines existent depuis plus de vingt ans, comme MMB ou Cresilas, spécialisées dans la

fabrication de maquettes et de prototypes. Mais aujourd’hui, ces PME « traditionnelles » voient arriver une nouvelle concurrence, ciblant le grand public. Sculpteo, créé en 2009, permet aux internautes d’envoyer des ﬁchiers 3D pour impression, de

Vidéo

Pièce montée L’imprimante Up ! plus 3D de 3D Printing Systems est représentative des imprimantes « portables » disponibles sur le marché. Elle est capable de fabriquer des objets en plastique ABS ou PLA d’environ 14 cm3 avec une épaisseur de couche ajustable entre 0,15 et 0,4 mm, pour un coût d’environ 1 125 euros. Découvrez la présentation (en anglais) des différentes étapes de réalisation d’une pièce en couleur avec ce modèle. Imprimante

industrie-techno.com

La start-up, qui réalise aussi des petites séries de pièces pour des PME, a reçu en janvier un prix de l’innovation au Consumer electronic show de Las Vegas pour son application permettant de fabriquer des coques personnalisées pour iPhone. Un partenariat a été passé avec Orange et des discussions sont en cours pour repenser le SAV de grandes marques d’électroménagers. Mais le client peut encore être effrayé par le coût, qui reste élevé. Notamment pour les matériaux : 1,50 euro le cm3 de plastique chez Sculpteo et son principal concurrent, l’américain Shapeways. Résultat : le produit ﬁni est trop cher. Comptez 25 euros pour un moule à gâteaux customisé « Batman » de 10 cm de large chez Shapeways, 100 euros pour un bijou classique en argent chez Sculpteo et davantage pour des maquettes complexes. Reste les « fablabs », ces espaces de fabrication ouverts à tous, souvent équipés en imprimantes 3D. Au FabLab de Lille, une Ultimaker et une Cupcake CNC de Makerbot permettent aux PME, étudiants ou autres de venir créer du palpable tout en plastique. «L’utilisation des machines n’est gratuite qu’une demi-journée par semaine, en contrepartie de quoi nous demandons de partager le projet sur notre site. Le reste du temps, nous faisons payer le temps d’utilisation et les matériaux », explique Charles-Albert De Medeirof, responsable de la structure. Sans doute la solution idéale pour se familiariser avec la technologie avant tout investissement. cm ccGABRIEL SIMÉON redaction@industrie-technologies.com

MARS 2013ccN°952

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Mars 2013

FERROVIAIRE

L’industrieferroviaire française souhaiteunemeilleurevisibilité

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Le marché ferroviaire européen reste dynamique, mais de façon très contrastée selon les pays. Les industriels français attendent les arbitrages du gouvernement. Un consensus se dessine quant au renouvellement du réseau ferroviaire français.

Dossier réalisé par Archipresse Média Consulting

près des années de dynamique ininterrompue, le marché européen du ferroviaire (pris dans son ensemble) paraît aujourd’hui se stabiliser en affichant une légère croissance d’environ 1 à 2 %. Ce constat, somme toute positif, recouvre cependant des situations nettement contrastées entre une Europe du Nord (Allemagne et Royaume-Uni) où l’activité se maintient à de hauts niveaux, et une Europe du Sud (surtout l’Espagne et le Portugal) très affectée par la crise et en fort recul. De fait,

“l’essentiel des opportunités émane dorénavant de l’extérieur de l’Union européenne”, explique Jean-Pierre Audoux, Délégué général de la Fédération des Industries Ferroviaires : “la Russie apparaît, aujourd’hui, comme l’un des grands marchés mondiaux mais la concurrence y est féroce ; les perspectives sont également favorables dans les pays émergents disposant à la fois de projets et de capacités d’investissement : Turquie, Moyen-Orient, Chine (en dehors des segments ‘grande vitesse’ et métro, de moins en moins accessibles), Brésil.” En France, pays à la 333

333 charnière géo-économique des deux Europe, le bilan 2012 s’avère mitigé, avec des résultats (qui seront publiés en mai) probablement orientés à la baisse. “Nombre de décisions sont encore en suspens au niveau gouvernemental”, indique Jean-PierreAudoux. Concernant les méga-programmes français, “nous attendons le verdict de la Commission ‘Mobilité 21’ qui doit faire le tri entre les différents projets du SNIT (Schéma National des Infrastructures de Transport). Mais sur la vingtaine de lignes TGV envisagées, combien seront retenues, et avec quel phasage ?”, s’inquiète-t-il. Il en est de même pour le “Grand Paris”, un programme d’environ 30 Md€, vital pour les marchés des transports collectifs des quinze prochaines années : “se dirige-t-on vers une remise à plat complète du programme ou un simple redéploiement des priorités ? ” Une volonté d’avancer

“La situation semble néanmoins se débloquer progressivement et des lueurs d’espoir apparaissent”, un consensus se dessine, en effet, quant au renouvellement du réseau ferroviaire français, voire sa modernisation. L’annonce début janvier de “l’imminence de l’officialisation de la commande de 40 rames TGV duplex”

À NOTER

apparaît également comme un “signal politique fort”, de même que le souhait du gouvernement de voir Alstom être en mesure de livrer le TGV du futur en 2018. Côté TER et TET, on constate aussi “une volonté d’avancer”, avec notamment l’annonce probable en 2013 d’une commande de 40 à 50 rames de TER (soit un marché de 400 M€ ), au sein d’un budget global d’environ 2,5 Md€ sur 10 ans. Cette opération pourrait faire l’objet d’un montage financier spécifique avec vente en leasing aux opérateurs, dans le cadre de l’ouverture à la concurrence.

Un besoin de clarté

Les discussions sont également toujours en cours sur le système de Transport en Commun en Site Propre (TCSP) – avec des interrogations sur la répartition ferroviaire/ non-ferroviaire –, ainsi que sur le déploiement du système européen de surveillance du trafic ferroviaire ERTMS (European Rail Traffic Management System). Ces multiples incertitudes ne font pas l’affaire des industriels, qui s’inquiètent de leur impact à l’horizon 2016. “Seul un horizon clarifié permettra à la filière industrielle ferroviaire française d’intensifier son développement et de se structurer efficacement pour faire face aux défis de la mondialisation.” ■

Le SIFER 2013, sous le signe de la coopération Pour sa 8e édition , le sIFEr se tiendra du 26 au 28 mars 2013 à Lille (Grand Palais). Grands donneurs d’ordres, équipementiers, fournisseurs, sous-traitants, opérateurs et gestionnaires de transport public, institutionnels et chercheurs s’y donnent rendez-vous cette année avec une ambition commune : ”Coopérer pour rester compétitifs”. Les acteurs

N°952_Mars 2013

@T. Ezhova-123rF

PUBLIDOSSIER INDUSTRIEFERROVIAIRE

Après des années de dynamique ininterrompue, le marché européen du ferroviaire semble se stabiliser.

Lesambitionsdu ferroviairefrançais Railenium, la réalité prend forme

Railenium est un Institut de Recherche Technologique unique en Europe, au service de la filière industrielle ferroviaire. Implanté en Nord-Pas-de-Calais, région européenne de longue tradition ferroviaire, Railenium est constitué de deux entités : une fondation de coopération scientifique et un centre d’essais avec anneau ferroviaire de 6 km. Sa mission est d’offrir une plateforme unique de R&D, d’essais, d’ingénierie et de formation en matière d’infrastructure ferroviaire. Objectifs : générer

de la filière française, organisés en clusters, se retrouveront sous cinq pavillons régionaux (Northern France rail, Neopolia railCluster, Mipyrail Innovation, Île-de-France, CCI Bourgogne) où ils témoigneront des opportunités offertes et des résultats concrets apportés par ces nouveaux modes de coopération et de collaboration. À noter aussi la conférence organisée le mercredi 27 mars par la Fédération des Industries Ferroviaires (FIF) sur le thème de ”l’avenir de la filière ferroviaire française”.

de l’innovation technologique pour des infrastructures ferroviaires plus durables, répondre aux enjeux de compétitivité liés à une forte évolution du marché, et contribuer à accélérer et harmoniser les processus d’homologation au niveau européen.

I-Trans 2.0, la nouvelle feuille de route

I-Trans, pôle de compétitivité de classe mondiale pour les transports terrestres, vient de publier sa nouvelle feuille de route porteuse d’une ambition marquée par le développement durable.

Quatre idées maîtresses pour l’innovation… Cette nouvelle stratégie, qui vise à répondre aux besoins de croissance du transport de fret et de voyageurs par un recours majeur aux systèmes co-modaux, s’articule autour de quatre idées maîtresses : l’interopérabilité du matériel roulant et de l’infrastructure ; la co-modalité “fer – voie d’eau – route – modes doux” pour le fret comme pour les voyageurs ; les systèmes et services de transport intelligents ; les innovations durables. ■

christian a de la bouteille. c’est la parfaite connaissance du réseau de sa région qui lui permet de conseiller nestlé waters.

Christian, Chargé de compte chez Réseau Ferré de France

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PUBLIDOSSIER INDUSTRIEFERROVIAIRE Infrastructure et équipements

L’innovation, la clé de voûte du développementdelafilièreferroviaire Le rail est aujourd’hui confronté à une combinaison de défis simultanés : croissance du trafic, amélioration de la sécurité et de la régularité, respect de l’environnement, maintenance des matériels et des infrastructures...

Les priorités actuelles sont au renforcement de la durabilité des infrastructures ferroviaires .

our répondre à ces défis, les industriels du ferroviaire ont placé l’innovation au cœur de leurs stratégies.

Des infrastructures ferroviaires plus durables

Les priorités actuelles sont au renforcement de la durabilité des infrastructures ferroviaires, à l’adaptation aux systèmes modulaires et intermodaux, à l’amélioration de l’environnement de télécommunication (tunnels, perturbations entre trains…), ou encore à l’optimisation du routage et des vitesses en vue de concilier qualité de service, fluidité du trafic et économies d’énergie.

Matériels roulants : recherches tous azimuts

Les champs d’innovation sont tout aussi multiples et variés pour les matériels roulants : allègement et

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optimisation énergétique, réduction du bruit, amélioration du confort et de l’information des passagers, renforcement de la sécurité… Un aperçu de la variété des pistes étudiées est donné en parcourant lesnombreuxthèmesderecherches labellisés par le pôle I-Trans. On y remarque, par exemple, un essieuaxe creux optimisé réduisant de 20 % la masse non-suspendue de l’essieu, un système de freinage plus puissant qui ne dégrade pas l’environnement (bruit, émissions de particules, consommation d’énergie), une nuance innovante de fonte à graphite sphéroïdale combinant haute résistance à la traction et capacité d’allongement, des modes d’interfaces homme-machine qui améliorent la sécurité du conducteur et des passagers, tout en apportant des fonctionnalités de type ”conduite à économie d’énergie”…

D’autres thèmes concernent l’analyse des phénomènes vibratoires générés par les roues de TGV selon leur niveau d’usure, l’étude de systèmes de traction plus silencieux grâce à la simulation magnétomécano-acoustique, la mise au

point de matériaux hybrides moins inflammables à base de nano-talc ou encore la conception d’un dispositif de comblement automatique de la lacune train/quai pour l’accueil des personnes à mobilité réduite, etc. ■

„ Quoi de neuf ?

Flamestop®, une gamme d’élastomères conforme à la norme ferroviaire EN 45545

Créateur de solutions techniques en caoutchouc et en polyuréthane, Borflex a toujours placé l’innovation au cœur de sa stratégie. En prévision de l’entrée en vigueur en 2013 de la norme ferroviaire européenne EN 45545, Borflex a développé Flamestop®, une gamme d’élastomères performants et économiques, qui répondent aussi bien aux attentes des clients opérateurs ferroviaires (cahiers des charges, coût, standardisation des fonctions) qu’aux exigences les plus sévères de la norme en terme de nocivité des matériaux utilisés (dégagement de gaz toxiques, fumées, …). Infos : www. borflex.fr - E-mail : contact@borflex.fr

„ Quoi de neuf ?

Stahlwille, des outils ultraperformants

Beau succès pour le groupe Stahlwille, fabricant allemand d’outils haut de gamme pour l’industrie. La SNCF a adopté, dans le cadre d’un partenariat technique noué avec la filiale française du Groupe, la toute dernière évolution dynamométrique de Stahlwille, le Manoskop 714®. Cette clé dynamométrique électronique à contrôle combiné ”couple et angle de rotation” et système de déclenchement mécanique, est utilisée par la SNCF pour garantir et assurer la traçabilité du serrage contrôlé des pièces de liaison au sol. Infos : www. stahlwille.com

„ Quoi de neuf ?

Capteurs de courant Harting à effet Hall pour l’électronique de puissance

La régulation fine des systèmes d’électronique de puissance (convertisseurs de fréquence, alimentations à découplage, onduleurs…) exige une mesure rapide et très précise du courant. C’est pour ce type d’applications que Harting a développé une gamme de capteurs de courant à effet Hall (Harting Hall effect current sensors) conçus pour des courants allant de 200 A à 2000 A. Cette gamme convient aux environnements industriels les plus sévères tels que le transport ferroviaire et les énergies renouvelables où la robustesse, la fiabilité et la précision sont de rigueur. Infos : www. harting.com

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Composites

Concevoir en intégrant le vieillissement Pour continuer à gagner du terrain, les composites doivent donner des gages sur leur comportement à long terme. du fait de la relative jeunesse de cette activité industrielle, les informations manquent en effet sur le devenir des pièces. Les constructeurs planchent sur les technologies permettant de maîtriser et de prédire leur usure.

directeur des programmes de recherche de l’Institut de recherche technologique Jules Verne de Nantes. D’où la difficulté de donner des gages sur leur devenir à long terme. Comme tous les matériaux, les composites éprouvent les effets du vieillissement : fatigue mécanique, agressions chimiques et diverses attaques environnementales, telles que les variations de température, l’humidité ambiante et les rayonnements, notamment ultraviolets. Par exemple, un avion subit en peu de temps une variation de température de + 80 °C sur le tarmac à – 50 °C en altitude. L’aéronautique et le spatial, pionniers de l’industrie des matériaux composites modernes, fournissent d’ailleurs des renseignements précieux sur la résistance à l’usure. Ils font par ailleurs partie

des secteurs les plus en pointe dans la mise au point de formulations et de procédés de fabrication garantissant la tenue dans le temps des pièces en composite. cc Des

pièces tissées en trois dimensions ultrarésistantes

Exemple : une innovation portée par Safran avec l’un de ses fournisseurs, Albany. L’Américain a créé une machine à Rochester, aux États-Unis, capable de produire des pièces en composite tissées en trois dimensions, pour les moteurs d’Airbus A320 NEO et de Boeing 737. Le tissage de fibres de carbone en largeur, longueur et hauteur, permet d’obtenir des produits ultrarésistants, dont la forme et l’épaisseur peuvent en outre être calibrées en fonction de l’utilisation

d.R.

omment vieillit un composite ? La réponse à cette question conditionne l’adoption dans de nombreux secteurs industriels de ces matériaux associant une matrice en résine, métal ou céramique et un renfort réparti au sein de celle-ci. Or à l’échelle de l’histoire des matériaux, les composites, hors bois et béton, sont relativement jeunes. Trente à quarante ans au plus. « Les premières voilures en structure époxyde-carbone ont été utilisées sur des avions ATR 72 au milieu des années 1980 ; les premières dérives sur Mirage 2 000 aussi. Elles sont toujours en service », rappelle Pascal Dublineau, expert senior au service Matériaux et procédés de la recherche et technologie d’Airbus et

TROIS SOLUTIONS POUR ACCROÎTRE LA LONGÉVITÉ

c Constituée de nanotubes de carbone

dispersés au sein d’une résine polymère PEEK, cette feuille en composite développée par Thales accélère la dissipation de chaleur produite par un micro-processeur, pour en augmenter signiﬁcativement la puissance ou la durée de vie. Le choix de la résine haute résistance de Victrex garantit la capacité de la pièce à résister à un environnement critique sans usure prématurée.

N°952ccMARS 2013

2. TRICOT RENFORCÉ c Inventée par Snecma (groupe Safran), la

technique du «tissé 3d», ou Resin Transfer Molding, renforce la structure dans toutes les dimensions via un tissage des ﬁbres de carbone dans l’axe d’empilage des plis. On obtient ainsi une préforme, placée dans un moule métallique puis injectée avec de la résine. Les pièces ainsi produites sont à la fois très résistantes et très légères. Une usine jumelle de celle qui fonctionne déjà depuis peu aux États-Unis verra le jour en France en 2015. d.R.

1. RÉSINE HAUTE RÉSISTANCE

Nanoparticules pour ﬁbres intelligentes

c Fibres thermochromes fabriquées grâce au pilotage

spéciﬁque conçu par la plate-forme Aquitaine Canoe (Adera/ASRC) changent de couleur avec la température. Avec des nanoparticules au cœur des ﬁlaments, elles offrent une bonne résistance au temps, puisqu’elles ne sont pas dégradées par le lavage ou la friction.

finale. Opter pour des aubes en fibres de carbone tissées plutôt que pour leur équivalent métallique permettra d’alléger le poids d’un avion de 450 kg ! Une cure minceur qui générera à elle seule 15 % d’économies de carburant. Outre les procédés de fabrication, l’innovation porte aussi sur la formulation. Les composites à matrice organique, les plus utilisés dans l’aéronautique et le spatial, pri-

vilégient un squelette en fibres de carbone et une matrice thermodurcissable (résine d’époxyde) ou thermoplastique (comme le polyétheréthercétone, le polysulfure de phénylène et le polyéther imide). Le choix de la résine conditionne le comportement dans le temps du matériau. L’emploi de la triazine-cyanate-époxyde, plus résistante que les époxydes, s’est ainsi imposé pour résister aux rayonnements cosmiques qu’es-

3. CAPTEURS ANTISTRESS c Spécialiste de la pultrusion de tubes et proﬁlés en composites,

d.R.

la société Icco participe au projet decid2. Son objet ? La mise au point de matériaux « intelligents ». L’expérience phare en cours consiste à insérer dans une passerelle, faite de composites et de ﬁbres de verre, des capteurs ultrasoniques et de la ﬁbre optique, capables de contrôler l’état de déformation à l’intérieur de l’objet, en amont de toute rupture.

suient les satellites en position géostationnaire à 36000 km de la Terre. cc Des

agressions chimiques et mécaniques

Autre facteur d’usure pour les matériaux composites : l’humidité. L’expérience a montré que ces matériaux récupèrent de 0,5 à 1% de leur poids en eau. L’eau absorbée par le composite modifie sa résistance, par un effet de plastification. Cette chute de performance est naturellement prise en compte dans le calcul de dimensionnement des structures composites sollicitées mécaniquement. Pascal Dublineau classe ainsi les facteurs de nocivité, du plus faible au plus élevé: «Les rayonnements terrestres inﬂuent peu car la nature des époxydes offre une excellente résistance aux ultraviolets, expliquet-il. Suivent les agressions chimiques auxquelles l’époxyde, encore lui, résiste très bien. En troisième position, viennent les variations de température et l’humidité. Enfin, la fatigue mécanique clôt notre classement. In fine, plus que l’action de tel ou

MARS 2013ccN°952

PRODUITS

Article

Composites tel phénomène, ce sont leurs interactions qui mettent à rude épreuve les composites à matrice organique. Le temps d’exposition à ces différents facteurs joue aussi un rôle important». cc Simuler

les phénomènes qui participent à leur usure

Outre les efforts visant à allonger leur durée de vie et la tenue dans le temps de leurs performances, les composites suscitent de nombreux travaux visant à prédire leur durée de vie et leur évolution. Un soin particulier a été porté aux pièces de structure vitales. Leurs performances ne doivent effectivement surtout pas régresser pendant la durée de service des aéronefs qui en sont équipés. «Le facteur vieillissement est pris en compte dès la conception des produits que les matériaux composites serviront», souligne Pascal Dublineau. Or un avion effectue en moyenne 60000 cycles de

Des composites capables d’autodiagnostic Une passerelle en composite intégrant des capteurs susceptibles d’effectuer un diagnostic structurel en continu est réalisée par le groupe normand Icco Composites. Effectué dans le cadre du projet decid2, il vise à mettre au point des composites intelligents. Pour en savoir plus, retrouvez notre article sur le sujet sur le site d’Industrie & Technologies.

Icco

industrie-techno.com

décollage-atterrissage au cours de sa vie. «Lors de nos tests en laboratoire de vieillissement accéléré, nous avons découvert que les matériaux composites perdent de 10% à 15% de leurs caractéristiques au cours de leur vie. Puisque nous le savions, nous avons donc surdimensionné les matériaux considérés, pour qu’ils conservent les qualités exigées jusqu’à la fin de vie de l’avion», explique Pascal Dublineau. In fine, la meilleure façon de lutter contre le vieillissement des matériaux composites est la simulation des phénomènes qui participent à leur usure. Véritable objectif: établir des lois de comportement qui faciliteront la détection de points critiques, comme les seuils de rupture, et, plus globalement, le travail de conception des pièces qui équiperont avions et satellites. De nouvelles techniques d’analyses et les progrès technologiques de certains outils d’observations ont aidé les professionnels en ce sens.

PRODUITS

Porte de Versailles

ccPhiliPPe Castaing responsable des polymères composites au cetim de la Jonelière (loire-atlantique)

« Faire évoluer les formulations en même temps que la fabrication »

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« L’évolution des formulations a permis une nette amélioration de la résistance au vieillissement des matériaux composites, en termes de durabilité. Mais l’effort a porté également sur de nouvelles méthodes de fabrication, comme l’utilisation des procédés en moule fermé, ou l’infusion pour les composites à base de résines polyesters insaturés et époxydes, associée à une démarche qualité rigoureuse – moins d’humidité dans l’air ambiant de l’atelier, optimisation de la cuisson, etc. Une double démarche qui a donné de très bons résultats. Cette amélioration continue est aussi passée par une meilleure formation des opérateurs au cours des dernières décennies.»

x2 x1

d.R.

Pascal Dublineau cite en exemple l’évolution de caractérisation physico-chimique: «l’analyse physico-chimique de matériaux à l’état solide permet d’identifier finement la compréhension des phénomènes de dégradations moléculaires et/ou des chaînes moléculaires. Cet incontestable progrès permet de formuler de meilleures résines.» Un progrès dû en grande partie à l’extension de l’usage d’équipements à résonance magnétique nucléaire, autrefois réservés à la médecine. De même, la finesse optique des microscopes à balayage permet de voir jusqu’aux liaisons atomiques. Ces nouvelles puissances – associées à des sondes d’analyse chimique de surface (inter et intramoléculaires) – participent, depuis une quinzaine d’années, de la meilleure façon, à la prévention de l’altération au cours du temps des matériaux composites. cm

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cc Composants mécaniques cc Hydraulique Pompes multi-étagées

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Destinée au traitement de la biomasse, la série MSC de pompes multi-étagées fonctionne à des pressions inférieures à 100 bars. Elle supporte une large plage de variations de vitesses, portant son débit jusqu’à 450 m 3 /h. Les ensembles modulaires de roues et de diffuseurs s’adaptent au process. La MSC bénéficie d’un système d’équilibrage des parties mobiles. La roue d’aspiration du premier étage a été optimisée afin de per mettre un bas NPSH pour les pro duits pompés à une température proche de leur point d’ébullition. La durée de vie du roulement a été augmentée grâce à des canaux refroidissement et à l’ajus tement automatique des pieds de la pompe autorisant la dilatation thermique. Fournisseur Sterling Fluid Systems

pneumatique Électro-distributeurs

Vous trouverez en page 51 un lexique des unités utilisées dans cette rubrique.

Vous Pouvez adresser vos informations de presse concernant de nouveaux produits par e-mail (en joignant une photo) : produitsnouveaux@ industrie-technologies.com

N°952ccMARS 2013

La série d’électro-distributeurs SY3000/5000 offre jusqu’à 80 % de débit en plus que la série SY précédente. Notons sa faible consommation énergétique : 0,4 W en standard et 0,1 W avec un circuit d’économie d’énergie. Pour un montage simple et rapide, les câblages et raccordements s’effectuent d’un seul côté. Un montage combiné des deux tailles 3 000 et 5 000 peut être réalisé sur une même embase, permettant ainsi une économie d’air. Différen tes versions sont proposées : joint élastique ou métallique ; com mande manuelle coulissante ; adaptabilité à divers types de câblage ; etc. Fournisseur Smc Pneumatique

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Ne mesurant que 20,2 mm de haut, pour 44 mm de large, l’ac tionneur linéaire LX15 se décline dans des longueurs de 75 à 200 mm. La précision de posi tionnement du guidage s’élève à ± 20 µm, avec une répétabilité de ± 3 µm. Il est proposé en version ouverte ou fermée, dans deux catégories de précision, avec ou sans l’unité de graissage et un lubrifiant standard ou pauvre en particules. Le LX15 est configura ble par incrément de 0,01 mm. La version la plus simple, est pro posée sans couvercle, avec du lubrifiant standard, sans unité de graissage. Fournisseur Misumi Europa

Raccords de serrage en acier Inox

La série des raccords de serrage « Robust Clamps » en acier inoxy dable s’enrichit d’éléments de 30 et 40 mm de section. Résis tants à la corrosion, ils suppor tent forces de serrage élevées et charges dynamiques. Leur mise en place s’effectue à l’aide d’écrous classiques à six pans. Ils sont adaptés aux secteurs de la manutention et de l’agro alimentaire. Un cache de silicone protège les pas de vis contre les poussières et les détériorations. Les contours lisses optimisent la résistance aux contraintes et minimisent l’accumulation de poussières. Les trous borgnes et la grande rai nure au niveau de l’assemblage facilitent le nettoyage. Fournisseur Phoenix Mecano

cc Pneumatique

Régulateurs de pression antidéflagrants Destinés à l’industrie pharmaceutique et au secteur du process, les régulateurs de pression électropneumatiques programmables, Lucifer EPP4, garantissent un degré élevé de précision et de flexibilité. Antidéflagrants, ils sont certifiés Atex II 3G/D. Conformes aux normes Ex nAC IIC T4 et Ec tc IIIB T130°C, ils sont proposés dans toutes les dimensions industrielles existantes (tuyaux de 0,5 à 1 et 2 pouces), avec des débits compris entre 150 et 2 700 m3/h et une pression régulée allant jusqu’à 10 bars. Une pression élevée est garantie grâce à l’utilisation d’un signal en boucle fermée fourni par un capteur de pression intégré. Grâce à un système électronique intégré et à sa compatibilité avec le logiciel Calys, ces régulateurs se raccordent à un PC pour une télésurveillance en temps réel des données électriques et pneumatiques, ainsi que pour l’étalonnage et la configuration d’applications spécifiques. Pour surveiller en continu la pression régulée, un écran distant muni de LED rouges très visibles est proposé. Fournisseur Parker Hannifin cc description

Référence Lucifer EPP4 Caractéristique Cette série de

régulateurs de pression électropneumatiques programmables compacts est certifiée Atex II 3G/D.

cc points forts

lage de débit : 150 et 2 700 m3/h P ression régulée : jusqu’à 10 bars P Précision garantie

D. R.

Composants mécaniques cc PAGE 44

Produits

Actionneurs linéaires à vis à billes

Ces actionneurs sont équipés de vis à billes BS 32-2.0 qui convertissent le mouvement rotatif des micromoteurs en mouvement de translation linéaire, avec une tolérance maximale de la variation de course de 5 µm. La force axiale de 176 N maximum en continu, atteint 887 N en intermittent. Les rendements sont de 91 % et les vitesses linéaires maxi atteignent 166 mm/s. L’association de ces action neurs avec des moteurs équipés de codeurs à grande résolution et avec des contrôleurs de mou vements intégrés, garantit une précision maximale lors du posi tionnement de filtres ou fibres optiques ou de l’ajustement de lentilles et miroirs. Fournisseur Faulhaber France

cc pneumatique Réducteurs planétaires compacts pour l’éolien

Cette gamme 700T de réduc teurs épicycloïdaux compacts et modulaires est destinée au mar ché de l’éolien. Elle comporte dif férentes tailles, de très nombreux rapports de réduction (de 3,4/1 à 2 000/1) ainsi qu’une gamme très étendue de couples admissibles (de 8 000 à 160 000 Nm). Elle intègre des roulements dimen sionnés pour une durée de vie très élevée. Cette gamme 700T de réduc teurs épicycloïdaux compacts et modulaires est destinée au mar ché de l’éolien. Elle comporte dif férentes tailles, de très nombreux rapports de réduction (de 3,4/1 à 2 000/1) ainsi qu’une gamme très étendue de couples admissibles (de 8 000 à 160 000 Nm). Elle intègre des roulements dimen sionnés pour une durée de vie très élevée. Fournisseur Bonfiglioli Transmissions

Unités linéaires sans lubrifiant

La gamme d’unités linéaires « drylin » combinée à des moteurs adéquats, est préconi sée là où une absence de lubri fiant s’impose (fabrication de semi-conducteurs, métrologie). Elle comprend diverses unités : à courroie crantée pour les peti tes charges (ZLW) ; à courroie crantée en PU (ZLM-1040-UW) ou à vis trapézoïdale en Inox

(SLW-ESJ-1040), pour l’immer sion ou le nettoyage fréquent. Ces unités linéaires peuvent se combiner au moteur pas à pas hybride biphasé (Nema 23) adapté au vide (jusqu’à 10-3 mbar). Ce moteur répond aux exigences de la classe de protection IP68. Revêtu anticorrosion, avec une étanchéité garantie jusqu’à 1 bar, il supporte de – 30 à + 80 °C en surface. Fournisseur Igus

Réducteurs pour l’agro-alimentaire

Facile à nettoyer, cette famille de réducteurs à couple conique à deux trains est dépourvue d’es paces morts où pourraient s’ac cumuler les saletés. Elle supporte les lavages fréquents, intenses et agressifs à base de solutions acides ou alcalines. Cinq tailles sont proposées, avec des couples allant de 90 à 660 Nm, en version ouverte ou fermée. Fabriqués en aluminium coulé avec des faces très lisses, ces réducteurs offrent une meilleure résistance à la cor rosion que les modèles en acier.

Réducteurs planétaires ultracompacts

Les réducteurs LCK à trains épi cycloïdaux, à renvoi d’angle, reprennent les caractéristiques des LC, dans un format compact et un poids plume. Cinq modèles sont disponibles, pour des couples admissibles de 12 à 300 Nm, avec des rapports de réduction de 3 à 100, un jeu angulaire réduit (6 min d’arc) et un rendement de 97 %. Ils sont silencieux (maximum de 70 dBA à 3 000 tr/min) et classés IP64. Montés en usine avec de la graisse de synthèse de viscosité ISO VG220, ils peuvent être ins tallés dans toutes les positions et supportent de 0 à 40 °C. En l’ab sence de contamination, le lubri fiant ne nécessite aucun entre tien. Les LCK atteignent une durée de vie de 20 000 heures sans maintenance. Fournisseur Bonfiglioli Transmission

Fournisseur Nord Réducteurs

Les drylights igus sur le ®

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Tél. 01.49.84.04.04 Fax 01.49.84.03.94 Les plastiques pour la vie sur le stand C27 dans le hall 10.

MARS 2013ccN°952

Produits

cc équipement général chargement est inférieur à 1, 50 m. Il dispose d’une armoire électrique et d’une centrale hydraulique. La benne qui se décharge par le côté ou par les portes arrières est disponible en option Deko-Kub, c’est-àdire personnalisée à l’image du client ou de l’entreprise. Fournisseur Gillard

Ce compacteur à déchet monobloc offre une capacité de stockage de 24 m3 et fonctionne en 220 V monophasé. Il est doté d’une technologie brevetée à vérins hydrauliques restituant la totalité de la force de poussée. Il propose un taux de compaction de 3 à 4 avec le même encombrement qu’un compacteur de 20 m3 ou qu’une benne de 30 m3 (à toit hydraulique ou toit coulissant). Le Kub a une capacité de compaction de 10,5 tonnes. Il est profitable à partir de deux rotations par mois (soit 60 m3). Le seuil de

cc Équipement

Moteur diesel équipé de filtre à particules

Ces moteurs diesel sont équipés d’un filtre à particules qui stocke et brûle celles-ci à intervalles réguliers par augmentation de la température des gaz d’échappement. Ils répondent aux évolutions des normes antipollution européennes et américaines : à partir de 2013, la limite des émissions de particules sera fixée à 0,025 g PM/kWh dans l’Union Européenne et à 0,003 g PM/ kWh aux États-Unis. Les 3 L/M 43 et 4

Barrière de protection modulaire

L/M 43 sont issus de la lignée des L/M 41 et L/M 42 qui répondaient à la législation en vigueur jusqu’à la fin 2012, soit 0,4 PM/ kWh. Avec les filtres à particules diesel, ces moteurs renforcent également leur durabilité et leur fiabilité. Fournisseur Hatz France cc Sécurité

Cette barrière de protection signale et crée un périmètre de sécurité sur mesure, adapté à tous les types d’implantation. Moulée sous haute pression, elle est composée dans un alliage de polymère rigide et d’élastomère. Elle résiste et amortit les chocs des chariots, chariots élévateurs et autres engins. Modulaire, la Pargom4 se compose d’embases, de raccords de fixation, de tubes de protection au mètre et de coudes à 90°. Pour des installations mobiles, elle peut être posée sur des lests.

Pansement auto-adhésif

Ce pansement souple, Soft1, autoadhésif, hypoallergénique et absorbant ne colle ni à la peau ni à la blessure. Il supporte l’eau et permet l’utilisation de pommade et de crème. Il s’adapte aux mouvements et tient aussi sur les articulations. Des distributeurs répartis sur les lieux de travail, permettent une aide rapide et fiable en cas de coupures ou de plaies. Il existe en plusieurs dimensions et designs. Fournisseur Snogg AS

Fournisseur Wattelez - L’élastomère industriel

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cc Environnement Compacteur à déchet monobloc

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N° Siret

Le Fil d’Intelligence Technologique

Activité . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Adresse. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Code Postal Ville. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

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04/02/2013 11:40:56

Produits

cc ÉLECTRONIQUE cc Sous-systèmes Cartes de développement pour alimentations

D.R.

Complétant le kit de développement d’alimentations design kit 3E Gold Edition, ces deux cartes facilitent la mise en œuvre des convertisseurs de bus intermédiaires et des régulateurs de point de charge. Elles permettent de développer l’architecture d’un système d’alimentation adapté aux besoins, et aussi de configurer et de surveiller chaque composant pour ajuster les performances et réduire la consommation. Destinées à la conception des alimentations au niveau système, les cartes ROA1285068 et ROA 1285077 peuvent s’interconnecter avec d’autres cartes du kit de développement ou fonctionner en mode autonome pour les plus petits systèmes ou pour l’enseignement. Fournisseur Ericsson Power

cc Composants Mélangeur RF large bande IIP3

Ce mélangeur RF présente un IIP3 remarquable de 26,9 dBm et une faible consommation de 294 mW. La large bande passante FI de 2,5 GHz convient aux stations de base sans fil 4G. La gamme de fréquence de fonctionnement procure une souplesse d’adaptation en un seul composant pour opérer dans le spectre de fréquence des téléphones cellulaires. Le LTC5567 présente un gain de conversion de 1,9 dB et affiche une figure de bruit de 11,8 dB. Il intègre des ports unipolaires, adaptés 50 Ω de 1,4 GHz à 3 GHz. Il peut être piloté directement à partir d’un circuit VCO externe. Compact, il est fourni en boîtier QFN. Il fonctionne sous une alimentation simple de 3 V. Fournisseur Linear Technology

Solutions sans fil pour stations de base 3G/4G

Destinés aux stations de base à petites cellules et aux systèmes GPS portables, ces amplificateurs de puissance fournissent un gain en phase finale pour les systèmes pico-cellules et femto cellules allant de 34 à 40 dB. Leur rendement varie de 15 % à 13,8 %. Ils sont proposés en trois niveaux en fonction de la fréquence ou du signal. Ils disposent d’une excellente linéarité de 50 dBc avec un rapport de fuite dans le canal adjacent à 27,3 dBm. Fournisseur Avago Technologies

Microphones Mems en boîtier plastique

Grâce à une technique d’encapsulation innovante, ces microphones micro-usinés (Mems) sont les premiers à être proposés industriellement en boîtier plastique. Ils réduisent ainsi l’encombrement (2 x 2 mm) et améliorent la fiabilité des produits intégrant un capteur audio. La technologie de conditionnement permet de placer l’entrée acoustique dans la partie inférieure ou supérieure du boîtier pour minimiser l’épaisseur du dispositif et raccourcir au maximum le chemin acoustique entre l’environnement et le capteur. Les essais de contraintes statiques et de chute ont montré une robustesse supérieure à celle des modèles en boîtier métallique. Un blindage interne assure l’immunité électromagnétique. Fournisseur STMicroelectronics

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Produits

cc ÉLECTROTECHNIQUE

et Appareillages Contacts de petit calibre

Destinés à la famille de connecteurs à haute fiabilité Datamate, ces contacts femelle à sertir acceptent les fils de tailles AWG 28, 30 et 32. Plaqué or, ils acceptent un courant de 3,3 A en isolé et 3 A sur tous les contacts simultanément. La résistance de contact est de 25 mΩ maximum, la durabilité de 500 opérations et la température de fonctionnement de – 55 à + 125 °C. Les connecteurs Datamate sont utilisés dans les applications à haute fiabilité. L’utilisation de fils moins encombrants et plus légers est cruciale pour de nombreuses applications où la masse et le volume sont critiques comme l’aérospatial ou les matériels portables. Fournisseur Harwin

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Horloges numériques programmables

Destinées à satisfaire la nouvelle réglementation sur la publicité lumineuse (extinction de 1 h à 6 h du matin), ces horloges numériques prennent en compte les changements d’heure (été/ hiver) et la gestion des jours fériés et des congés. Disposant d’un ou deux canaux et d’un afficheur LCD blanc avec menu à deux lignes, elles possèdent quatre programmes (standard, cyclique, congés, aléatoire). Les horloges numériques Ligne D disposent d’une fonction congés qui suspend les programmes en cours pendant une période définie (congés d’été), éventuellement à cheval sur deux années (congés de Noël). La version « Plus » permet de copier et transférer un ou plusieurs programmes sur d’autres appareils au moyen d’une clé mémoire. Les versions Synchro s’utilisent avec l’antenne D DCF (synchronisation sur les signaux horaires de l’émetteur de Francfort DCF77) ou D GPS (synchronisation sur le signal GPS, plus précise). Fournisseur ABB

Thermostats d’armoire

Modulaires et de faible largeur (17,5 mm), ces thermostats offrent un gain de place non négligeable et s’adaptent à de nombreuses applications grâce à une grande plage de réglage à l’ouverture ou à la fermeture. Selon les modèles, la plage de réglage de ces thermostats d’armoire se situe entre 0 à + 60 °C ou entre – 20 et + 40 °C pour commander un chauffage (1 contact NC 10A) ou une ventilation (1 NO 10A). Les contacts sont en argent – nickel (AgNi). Ces équipements se montent sur rail DIN 35 mm. Fournisseur Finder France

Boutons poussoirs étanches

Composée de trois modèles, cette série de boutons poussoirs miniatures métalliques étanches est fournie en standard avec des touches rondes. Un écrou de fixation et un joint d’étanchéité accompagnent chaque bouton. Tous ces boutons sont étanches IP67 sur panneau et proposés en version lumineuse avec différents types d’éclairage LED possibles. La série de boutons HM se décline en modèles de diamètre M16, M19 ou M22. Le corps des H57M est en alliage antidéflagrant pour utilisation dans des applications de l’industrie minière ou en atmosphères explosives. Les autres modèles sont en Inox usiné ou en zamac chromé velours ou en aluminium. Tous les modèles résistent aux vibrations (norme DEF STD 07-55) et aux températures dans la plage -40 à +80 °C. Leur durée de vie est de 50 000 cycles en version maintenue. Fournisseur Sofidis

N°952ccMARS 2013

D.R.

cc Composants

Produits

cc MESURE cc InstrumentatIon et traItement Calibrateurs autonomes

tion de -200 à +800 °C et de résistance de 0 à 3 200 Ω. Le C.A 1 631 mesure et fournit des tensions continues de 0 à 20 V avec une précision de ±0,02 % et une boucle de courant continu de 0 à 24 mA (précision : 0,015 %).

D.R.

Fournisseur Chauvin Arnoux

Alimentés par piles ou adaptateur secteur optionnel, ces trois calibrateurs génèrent, simulent et mesurent avec précision tous les signaux à bas niveau rencontrés dans l’industrie, le chauffage, la climatisation, les hôpitaux, les organismes de contrôle ou encore les laboratoires. Disposant d’un grand afficheur LCD, ils fournissent les températures en degré Celcius et Fahrenheit. Ils sont livrés avec leurs accessoires prêts à l’emploi. Les trois modèles de calibrateurs sont spécialisés : le C.A 1621 concerne les thermocouples (J, K, T, E, R, S, B, N) avec des plages de mesure et de simulation de -250 à +1 800 °C et, en millivolts, de 10 à 100 mV. Le C.A 1 623 est dédié aux sondes résistives Pt10, Pt50, Pt100, Pt200, Pt500, Pt1000, Pt1000 (JIS) avec des plages de mesure et de simula-

Pyromètre pour environnements sévères

Conçu pour effectuer des mesures de température entre 700 et 1800 °C, ce pyromètre bichromatique fournit des mesures précises même si le champ de visée est perturbé, par exemple par des fumées. Relié par fibre optique multifibre, il supporte des températures atteignant 200°C. Grâce au principe mis en œuvre, le pyromètre CTratio 1M est peu sensible aux poussières, fumées et fenêtres d’observation sales à plus de 90%. Son temps de réponse est de 5ms. Un laser de visée intégré repère la taille réelle du spot. La mesure reste fiable même lorsque la cible ne remplit que 5% du spot. Les données sont sous forme analogique en standard et six interfaces TOR sont disponibles en option. Fournisseur Optris

Flexibilité et haute précision

Enregistreurs de données sans fil

Datanet est une solution d’acquisition en temps réel via une liaison radio sans fil à 2,4 GHz exploitant le protocole Zigbee (250 Kbit/s). L’infrastructure modulaire se compose d’un récepteur (module principal de communication) relié par câble mini USB à un PC équipé du logiciel Datanet PC Suite et d’unités distantes (émetteurs) dites «loggers». Le récepteur peut dialoguer directement avec 8 «loggers» et, simultanément, avec un maximum de 16 relais de communication (répéteurs), qui acceptent chacun jusqu’à 24 « loggers ». La configuration maximale comprend donc jusqu’à 65000 unités simultanées, les données étant sécurisées par un cryptage à 68 bits. Deux modèles de «logger» sont disponibles, mesurant la température (capteur interne) et l’humidité pour l’un des deux, et dotés de quatre entrées. Deux modèles de mini-logger offrent pour l’un la mesure de température et humidité (interne) et pour l’autre le courant continu (externe). L’ensemble du réseau et des « loggers » se pilote grâce au logiciel DNPC Suite. Fournisseur Sefram Instruments & Systèmes

Débitmètre aéraulique portable

Destiné à l’équilibrage des débits d’air en sortie de bouche de 40 à 3500 m³/h en génie climatique, ce débitmètre compensé en température s’adapte à toutes les grilles de reprise ou de soufflage, aux diffuseurs rectilignes, hélicoïdaux et toriques. Livré en standard avec un cadre et une hotte de 610 x 610 mm, il se positionne facilement et présente les données sur un écran graphique. Le DBM 610 détermine le sens du débit d’air, affiche la moyenne, le minimum et le maximum, la température et la différence de pression. Le boîtier de mesure débrochable fonctionne comme un micromanomètre. Raccordé à un tube de Pitot, il mesure la vitesse du flux dans une gaine et, relié à deux tubes de silicone, il contrôle l’encrassement des filtres d’une centrale d’air. Fournisseur Kimo Instruments

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Afficheur TFT industriel haute luminance

Cet afficheur TFT de 12,1 pouces délivre une luminance de 800 cd/m². La gradation de la luminance est effectuée en temps réel à l’aide d’un signal en réponse à un capteur de luminosité ambiante. Il est capable de travailler dans une plage de température comprise entre -15°C et 75°C. Il s’accommode des contraintes mécaniques telles que les chocs et les vibrations. La durée de vie du rétro éclairage est de 50 000 heures. Le LQ121S1DC71 apporte une définition SVGA de 800 x 600 pixels sous une interface numérique RGB. Le contraste est de 800 :1 et l’angle de vue est de 160° tant en horizontal qu’en vertical. Il affiche un panel de 260 000 couleurs. Son alimentation est de seulement 3,3 V. Fournisseur Sharp Microelectronic Europe

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ORGANISMES NOTIFIÉS N° 0536, 0573, 0725, 0726, 1120, 1896 & 1899 CEM - 2004/108/CE BT - 2006/95/CE R&TTE-99/5/CE

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et contrôle Système de contrôle commande

Combinant une carte Motion Control et un variateur de puissance, ce système de commande compact est conçu pour des applications avec plusieurs axes et exigeantes en performance et en mouvements synchronisés. Il se caractérise par un processeur rapide, des entrées et sorties digitales, et son extensibilité via la carte de sécurité PMCprotego S. Le système PMCprimo DriveP maîtrise les tâches de commande des secteurs d’activités tels que les machines d’emballage, l’industrie des semi-conducteurs et les techniques médicales. Grâce au fonctionnement parallèle de deux réseaux CANopen, il atteint des temps de cycles courts avec jusqu’à 16 axes. La détection de marques d’impression pour chaque axe lui permet de piloter plus d’axes en même temps. Fournisseur Pilz France Electronic

Destinés aux applications d’automatismes, ces ordinateurs allient puissance de calcul (processeur dual core Intel Atom D510, 2Go RAM) et économie d’énergie (certification Energy Star). Ils offrent des fonctions de diagnostic innovantes et supportent plusieurs systèmes d’exploitation et applications. Le télédiagnostic système et le télé-contrôle de l’alimentation via des entrées numériques permettent de surveiller et de contrôler l’état du système à distance. La fonction de déclenchement d’évènements à distance fournit des alarmes de dépassement de température, de tension et de panne de batterie, et affiche sur des indicateurs LED l’état de l’alimentation. Fournisseur Advantech

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N°952ccmars 2013

12/02/13 17:16

cahier technique Les moteurs de recherche d’entreprise ccréalisé par

ccFREDERIK CAILLIAU CherCheur au sein du département r&d de sinequa

D. R.

Docteur en informatique, Frederik Cailliau est spécialisé dans le traitement automatique des langues et la recherche d’information. Il pilote le prototypage de nouvelles fonctionnalités et encadre les développements linguistiques pour la plate-forme d’accès unifié à l’information Sinequa Enterprise Search.

Extraction automatique de concepts et d’entités nommées de quelques documents et mise en relation dans un graphe selon des distances relatives. Mise en forme du graphe avec Gephi.

ans les entreprises, la masse d’information disponible ne cesse d’augmenter. Celle-ci est souvent fragmentée et stockée sous de multiples formes, à plusieurs endroits. Pour ne pas passer à côté d’une information de nature à fournir un avantage concurrentiel, le moteur de recherche d’entreprise offre un accès unique à toute l’information dont dispose l’organisation, tout en respectant les niveaux de sécurité attachés aux documents. Il utilise des algorithmes spécifiques pour ordonner et catégoriser les données qu’il rencontre, en extraire de nouvelles de façon automatisée et les restituer. Certains développements logiciels permettent également d’identifier un expert, ou de transformer le moteur de recherche en noyau utilisable par d’autres applications pour traiter les données. cm

MARS 2013ccN°952

CAhIEr TEChnIquE

Fig. 1

La sémantique déjoue la complexité Pour extraire les informations pertinentes dans de gros volumes de données, les outils de la sémantique sont précieux, en particulier dans le cadre des entreprises. Leurs créateurs jouent sur le paramétrage de leurs outils pour apporter rapidement et avec précision le maximum d’éléments, sans laisser dans l’ombre une donnée clé.

Fonctionnement d’un moteur de recherche d’entreprise

Le moteur de recherche indexe les documents et stocke les informations dans un index. Il interprète les requêtes de l’utilisateur pour les apparier aux mots indexés et renvoyer une liste de documents jugés pertinents.

Fig. 2

1. OBJECTIFS Les moteurs de recherche aident à trouver l’information La sémantique était au cœur des technologies de recherche, avant que les moteurs de recherche Internet ne nous habituent à la recherche exacte. Celle-ci se satisfait de correspondances au caractère près entre la requête et les documents. La sémantique travaille au contraire sur le sens. Les méthodes pour dégager cette signification peuvent être mathématiques, statistiques ou linguistiques. Elles interviennent à différents stades, pour des résultats plus ou moins visibles. Ainsi, elle est quasiment indétectable pour l’utilisateur si elle intervient dans le calcul de la pertinence. Depuis l’introduction du « knowledge graph », au contraire, elle est mise en avant par Google. Le moteur interprète la requête et affiche des informations factuelles en plus de la liste des résultats concernant les objets sémantiques identifiés. Le moteur grand public réussit ainsi à grande échelle et sur des connaissances généralistes ce qui se fait en entreprise sur des données spécifiques (Fig. 1).

N°952ccMARS 2013

Indexation automatique

À l’indexation, les documents sont segmentés en mots. Les mots porteurs de sens sont listés de façon unique avec leurs positions dans le document. Des métadonnées comme la langue peuvent être associées afin d’affiner les recherches. Fig. 3

Mots pleins et mots vides

Lorsque l’on cherche une information, certains mots dits « pleins » apportent du sens, contrairement à d’autres, dits « vides ». Certains mots comme « est » et « gare » sont ambigus : ils peuvent être nom ou verbe et n’ont alors pas le même sens.

InFoGRaPhIES F. RobERt

uparavant réservés aux secteurs manipulant de grands fonds documentaires, les moteurs de recherche sont connus du grand public depuis les années 1990. Dès les débuts du Web, ils se sont imposés comme outils indispensables pour trouver des documents pertinents, en lien avec un besoin d’information exprimé sous forme de mots. Au -delà de cet usage grand public, ils s’avèrent un outil précieux pour les entreprises.

MOTEurS DE rEChErChE SéMAnTIquE

cc Ce qu’il faut retenir

L’expérience utilisateur d’un moteur de recherche d’entreprise est dorénavant assez proche de ce à quoi il a été habitué sur Internet. L’environnement est pourtant très différent. Dans nos entreprises, l’information est souvent présente dans des silos, des espaces de stockage propriétaires difficiles d’accès, éventuellement dans des systèmes de gestion de contenu (CMS). Des paliers de sécurité régissent l’accès aux documents, et leurs formats sont hétérogènes, contrairement à ceux des documents Web, dont l’encodage est standardisé. Les rapports, feuilles de calcul, présentations, et autres réponses à appels d’offres sont généralement peu interconnectés, contrairement aux documents sur le Web. Cette absence d’hyperliens empêche d’inclure dans le calcul de la pertinence un algorithme de type PageRank, qui a fait le succès de Google. En outre, des algorithmes qui s’appuient sur les spécificités du Web comme sa masse documentaire et son ouverture (toutes les données sont disponibles pour tous) sont peu adaptés au monde fermé de l’entreprise.

2. FOnCTIOnnEMEnT Une bonne indexation garantit la capacité à répondre aux requêtes Le moteur de recherche donne un accès unique à toute l’information disponible dans l’entreprise sous forme textuelle. Pour ce faire, il indexe les documents pour pouvoir les rendre en réponse à une requête. Dans l’entreprise, l’information textuelle se trouve généralement dans des fichiers de formats propriétaires comme PDF, Word, PowerPoint, des bases de données ou des CMS. La première étape de l’analyse consiste donc à extraire le texte des documents, ainsi que ses éventuelles métadonnées décrivant par exemple l’auteur, les thèmes abordés ou les personnes citées. Les modules informatiques qui accèdent à une source de données pour en extraire le contenu et le transmettre au moteur pour indexation sont appelés des connecteurs. Ils identifient le niveau de sécurité des documents, pour en respecter les droits administratifs d’accès en vigueur dans l’entreprise. Le texte de chaque document est ensuite indexé, c’est-à-dire analysé et découpé en mots stockés dans l’index. À la fin de l’indexation, cette structure de données indique pour chaque mot dans quels documents il se trouve et à quelle position au sein du document (Fig. 2). Pour limiter la taille de l’index, les mots les plus courants, peu porteurs de sens, peuvent être filtrés. On considère notamment comme des mots vides les déterminants (le, la, ce…), les auxiliaires (être, avoir), les prépositions (à, de, pour…) (Fig. 3). Un tel filtrage réalisé de façon trop brutale présente un risque : celui de ne pas retrouver certains mots gramma-

cUn moteur de recherche donne accès aux informations de tout type et de tout volume de l’entreprise, dans le respect des paliers de sécurité. Il peut déduire de nouvelles informations à partir de ce qui est indexé et les transformer en nouvelles métadonnées. cLes outils de navigation et la sémantique facilitent la recherche d’information. cLa pertinence est le facteur clé pour mesurer l’efficacité d’un moteur

ticalement ambigus. Ainsi, le mot « est » est vide dans « il est à Paris » et plein dans « il va à l’est de Paris ». Une autre façon de réduire la taille de l’index est d’indexer une forme normalisée pour chaque mot. La forme telle qu’elle apparaît dans le texte est alors remplacée par une forme calculée ou fournie par des dictionnaires. On peut par exemple lier les singuliers et pluriels des substantifs (cheval – chevaux), toutes les formes conjuguées d’un verbe (écris, écrit, écrivons…) ou encore des mots partageant la même racine (produire – produit – production). Ces formes normalisées peuvent intervenir dans le calcul de pertinence. Les méthodes de sélection et de normalisation des mots à indexer sont caractéristiques de chaque moteur de recherche. Lors de l’indexation, le moteur peut enrichir les données d’origine grâce à une analyse plus avancée, dans le but d’étendre ses fonctionnalités, son efficacité et son ergonomie. Par exemple via le repérage automatique des noms de personnes. En entreprise, tout n’est pas écrit. Les employés sont les premières sources d’information mais leurs expertises ne sont pas forcément répertoriées. Ce traitement aide ainsi à identifier un expert sur un sujet donné, en associant les noms des employés aux sujets traités dans les mêmes documents. Ajouter ce type de traitement allonge les temps d’indexation, mais préserve les performances au requêtage du moteur. Un moteur peut donc être jugé sur sa capacité à ajouter des traitements intelligents tout en optimisant les temps d’indexation. L’utilisateur interroge le moteur de recherche en mettant dans la case de recherche un ensemble de mots envoyés au moteur. Sa requête est interprétée et appariée à l’index, pour aboutir à une liste ordonnée de documents. L’interprétation de la requête est délicate. Il faut appliquer les mêmes traitements qu’à l’indexation, sous peine d’introduire une asymétrie entre analyse de la requête et analyse des documents. Chaque moteur fournit aux utilisateurs un set d’opérateurs syntaxiques permettant de mettre des contraintes supplémentaires, comme l’obligation de la présence ou l’absence d’un mot ou d’une suite de mots. Le requêMARS 2013ccN°952

CAhIEr TEChnIquE

Fig. 4

Notion de pertinence tage booléen permet l’utilisation des opérateurs AND, OR et NOT, mais constitue un mode de recherche peu intuitif. Pour cette raison, les moteurs maximisent plutôt la présence des mots de la requête dans les documents, quitte à ne pas avoir tous les mots cherchés dans tous les documents résultants. À l’appariement de la requête avec l’index, certains mots sont considérés comme plus importants que d’autres. Les calculs statistiques les plus connus pour faire cette discrimination sont le Term Frequency (TF) et le Inversed Document Frequency (IDF). Les deux sont combinés et connus sous le nom TF-IDF. Le TF représente le nombre d’occurrences d’un mot dans un document donné : plus le nombre d’occurrences du mot de la requête dans un document est élevé, plus ce document est pertinent. Pour le calculer, on compte le nombre d’occurrences “o” d’un mot “t” dans le document “d”. tf(t,d) = o(t,d)

idf = – log

⎛⎟d∈D:t∈d⎢⎞ ⎝ ⎟D⎢ ⎠

En combinant ces deux formules, on obtient un score de pertinence pour chaque document pour une requête donnée. Ce score se calcule en additionnant les scores TF-IDF pour tous les mots de la requête présents dans au moins un document, divisé par la somme des scores TF-IDF des mots de la requête. scoreq(d) =

∑t ∈q∩d idf (t,D).tf (t,d) d ∑t ∈q idf (t,D).tfq (t,d)

De cette façon, on ordonne la liste des documents répondant à une requête par leur score de pertinence. Ceci n’est évidemment qu’un exemple classique de calcul de pertinence. Comme il s’agit d’un différenciateur important, la formule exacte fait en général partie des secrets de fabrication.

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Si dans une pile de 100 documents, 5 sont pertinents pour une recherche d’information de l’utilisateur et qu’un moteur de recherche extrait 10 documents dont 3 pertinents, sa précision est de 3/10 et son rappel est de 3/5. L’amélioration de la précision réduit le rappel et inversement. La pertinence du moteur, F-Mesure, est exprimée par la moyenne harmonique des deux valeurs P et R.

En réponse à une requête, le moteur renvoie à l’interface une liste de résultats avec des documents ordonnés selon un score de pertinence descendant. Les documents les plus pertinents se trouvent donc en tête de liste.

3. PErTInEnCE La précision et le rappel caractérisent la performance L’évaluation de la pertinence d’un moteur de recherche se fait classiquement par le calcul de la précision et du rappel (Fig. 4). La précision est la mesure indiquant la performance du moteur à renvoyer des documents pertinents et seulement ceux-là. Ils correspon-

InFoGRaPhIES F. RobERt

Il est bien sûr possible de normaliser cette valeur, par exemple en la divisant par le nombre de mots du document. L’IDF intervient pour discriminer les mots importants des autres : plus le mot a d’occurrences dans l’ensemble des documents, moins il est important, et inversement. Les mots de la requête qui sont d’un usage courant ont alors peu de poids, contrairement à ceux qui sont moins courants. Pour calculer l’IDF, on prend le logarithme du nombre total de documents D, divisé par le nombre de documents “d” contenant le mot “t”.

MOTEurS DE rEChErChE SéMAnTIquE

Fig. 5

Bruit et silence ble “Di”, qui inclut les documents de la liste des résultats jusqu’à la position “i”. La précision moyenne pour une requête “q” se calcule en divisant la somme des scores de précision ainsi calculés par le nombre de documents pertinents “j” dans la liste de documents renvoyés à la même position. AP(q) = 1 j

Le bruit caractérise les documents extraits ne correspondant pas à la requête, tandis que le silence caractérise les documents pertinents ignorés par le moteur. Ces notions sont liées à celles de précision et de rappel.

dent une recherche donnée. Cette mesure se calcule en divisant le nombre de documents pertinents renvoyés par le nombre total de documents renvoyés. Le rappel mesure la performance du moteur à renvoyer l’ensemble complet des documents pertinents. Elle est obtenue en divisant le nombre de documents pertinents renvoyés par le nombre de documents pertinents dans l’ensemble des documents indexés. Son calcul implique donc une connaissance approfondie de l’ensemble des documents, car il faut connaître a priori pour chaque requête les documents correspondants. Pour cette raison, elle est coûteuse à mettre en œuvre sur de grands ensembles de documents. Ces deux mesures donnent deux visions différentes qui se complètent et peuvent être combinées dans la F-Mesure, moyenne harmonique de la précision et du rappel.

InFoGRaPhIES F. RobERt

F -Mesure =

2PR P+R

Le meilleur moteur maximise à la fois la précision et le rappel. Or les deux mesures sont inversement corrélées : le rappel est moins bon quand on améliore la précision, et la précision baisse si on perfectionne le rappel. Les paramétrages du moteur privilégient l’un ou l’autre, selon l’utilisation. La précision moyenne AP (Average Precision) est une mesure répandue qui inclut, en plus du rappel et de la précision, l’ordonnancement des résultats. La position de chaque document renvoyé étant prise en compte, elle permet de vérifier que le moteur rend ses documents pertinents en début de liste, c’est-à-dire à l’endroit où l’utilisateur les attend. À chaque document pertinent trouvé à une position “i” de la liste de résultats, un score de précision est calculé sur l’ensem-

∑ précision (Di) i=1

La MAP (Mean Average Precision), indicateur de la performance globale du système, est la moyenne sur plusieurs requêtes des scores de précision moyens. Ces mesures classiques ne sont pas parfaites, et la littérature scientifique décrit bon nombre d’autres mesures et des variations qui peuvent entrer en compte dans l’évaluation de la pertinence d’un moteur de recherche. Deux notions assez intuitives sont calculées à partir des mesures de précision et de rappel. Le bruit, qui mesure le nombre de documents non pertinents que le moteur renvoie à l’utilisateur en réponse à une requête, se calcule par la soustraction : 1 – précision. Le silence, qui mesure le nombre de documents que le moteur aurait dû renvoyer à l’utilisateur mais ne l’a pas fait, se calcule par la soustraction : 1 – rappel (Fig. 4 et 5). La pertinence est donc au centre de l’évaluation de la qualité d’un moteur de recherche. Sa perception étant subjective, des panels d’utilisateurs sont sollicités. Outre la pertinence, la comparaison de plusieurs outils prend en compte le temps passé par un utilisateur à retrouver l’information.

4. InnOVATIOn Une décennie d’amélioration des technologies Les campagnes d’évaluation Trec (Text REtrieval Conference), mises en place par le Nist (National Institute of Standards and Technology) aux États-Unis depuis les années 1990, ont permis d’augmenter année après année la performance des moteurs de recherche en termes de précision et de rappel. Néanmoins, après une période de forte progression, un palier a été atteint pour la pertinence. Les chercheurs et industriels se sont alors concentrés sur d’autres innovations, pour réduire le temps consacré à la recherche d’information en aidant l’utilisateur à interagir avec le moteur. L’effort cognitif de formulation des requêtes restant important, les systèmes mettent en œuvre des stratégies pour guider les utilisateurs. Par exemple, via des suggestions en temps réel pendant la saisie, proposant des mots ou MARS 2012ccN°952

CAhIEr TEChnIquE MOTEurS DE rEChErChE SéMAnTIquE

Nuage de mots

Le nuage de mots est une façon visuelle de présenter les sujets abordés dans un ensemble de documents. La taille de la police reﬂète l’importance du sujet. Parfois, différentes couleurs s’ajoutent et correspondent au type d’entité extraite.

des suites de mots qui se trouvent effectivement dans l’index. Ou encore en corrigeant les mots en cas d’erreur de frappe, par correction phonétique ou en calculant la différence avec des mots dans l’index. Une autre fonctionnalité devenue quasiment un standard est l’utilisation de « facettes », ou nuages de mots clés (Fig. 6), qui se trouvent dans l’interface à côté de la liste des résultats. Les mots-clés sont extraits des documents obtenus en réponse à la requête. Ils permettent d’affiner la liste des résultats en un clic. Les méthodes de remplissage des facettes dépendent de chaque moteur. Elles vont de la simple détection d’une liste de mots à la découverte dynamique d’expressions importantes. Le « text mining », l’enrichissement automatique du contenu textuel (Fig. 7), est l’un des développements en traitements automatiques des langues adopté avec succès en recherche d’information, dont il a durablement changé le visage. Il sert à remplir les « facettes », à fournir des métadonnées et à faciliter la lecture par la mise en couleurs des entités détectées. Il reconnaît typiquement des noms de personne (Fig. 8), des noms d’entreprise, des noms géographiques, ainsi que toute suite de caractères formulée en expressions régulières comme les mesures, les numéros de téléphone ou les plaques d’immatriculation. La même technologie sert aussi à faire de l’analyse du sentiment, à transformer le texte en graphiques, ou encore à remplir des interfaces décisionnelles.

5. PErSPECTIVES L’avenir commence aujourd’hui Les moteurs de recherche ont été créés pour traiter de grands volumes de données. Les « big data » ne leur font pas peur, au contraire. Pour traiter ces grands volumes

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Fig. 7

Le text mining

Le “text mining” permet d’extraire des informations à partir du texte non structuré contenu dans les documents. Le moteur les ajoute comme métadonnées aux documents, pour qu’ils jouent un rôle actif dans l’interaction homme-machine lors de la recherche d’information.

de données, la plupart des moteurs ont introduit ces dernières années une architecture en grille, avec séparation des tâches d’indexation, d’interrogation et de contrôle sur des modules dédiés communicants. Autre développement prometteur pour les moteurs de recherche : l’extension de la mémoire vive des ordinateurs. Si elle se poursuit au rythme actuel, les moteurs pourraient connaître une révolution. L’accès à ce type de mémoire étant bien plus rapide que l’accès au disque dur, exploité aujourd’hui pour nombre de fonctions, architecture et algorithmes actuels seraient alors remis en cause. Les index pourraient ainsi se trouver tout entiers dans la mémoire Ram des serveurs, posant de nouveaux défis comme la rapidité de chargement en mémoire de grandes quantités de données en cas de problème matériel. Fig. 9

Analyse de sentiment

En combinant moteur de recherche et “text mining”, on arrive à des applications surprenantes. Ici, l’application analyse des appels téléphoniques et détecte de façon automatique les passages de l’appel qui se passent bien (vert), pas très bien (orange) ou mal (rouge). Cette analyse est alors réutilisée comme critère de recherche.

InFoGRaPhIES F. RobERt ; D.R.

Fig. 6

EXPOSITIONS – CONFÉRENCES – ATELIERS

Fig. 8

Sphère Microsoft application plus avancée de “text mining” : la cartographie des relations entre les entités nommées extraites des documents. Pour une entreprise donnée (ici Microsoft), on peut ainsi voir les personnes associées, ainsi que les relations entre elles. L’ensemble des relations forme un grand graphe sémantique.

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L’avenir passe aussi par la multiplication des formats traités. Par l’intermédiaire d’un module de transcription automatique, les moteurs de recherche savent déjà indexer du son, comme par exemple un flux téléphonique d’un call center (Fig. 9), une interview radio ou une émission de télévision. Des analyses automatiques de photos et de vidéos sont capables de fournir des descriptifs par métadonnées pour une indexation structurée.

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6. MArChé Les grands acteurs de l’informatique se lancent dans la course

15ème Edition

Ces dernières années plusieurs acquisitions d’éditeurs de moteurs de recherche ont défrayé la chronique. La société norvégienne Fast a été rachetée par Microsoft, Autonomy par HP, Endeca par Oracle, Vivisimo par IBM, et Exalead par Dassault Systèmes. Les grands acteurs de l’informatique se dotent ainsi de ces technologies de recherche devenues indispensables pour enrichir les fonctionnalités de leurs propres solutions et étendre leur offre logicielle. D’autres acteurs plus agiles et innovants les remplacent, parmi lesquels on compte quelques éditeurs français comme Sinequa, aujourd’hui en expansion européenne, et PolySpot, dont l’offre est bâtie sur les logiciels open-source Lucene et Solr. Reste que c’est au pied du mur que l’on peut juger des capacités d’un produit. La meilleure façon de choisir votre moteur de recherche est donc de comparer différentes solutions en invitant plusieurs éditeurs à faire un Poc (proof-of-concept) sur vos propres données et avec vos principaux utilisateurs. Rien de mieux que les conditions réelles pour tester un logiciel aussi important ! cm MARS 2013ccN°952

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CAhIEr TEChnIquE MOTEurS DE rEChErChE SéMAnTIquE

POUR ALLER PLUS LOIN Livres Les moteurs sémantiques de A à Z

Le dernier livre de Martin White, consultant spécialisé en gestion de l’information, est dédié à la recherche d’information en entreprise (Enterprise Search, chez O’Reilly, 2012). Un document essentiel pour comprendre ce que sont les moteurs d’entreprise, en quoi ils sont utiles dans une optique d’amélioration des performances, comment ils fonctionnent. Mais aussi un guide précieux sur les points à prendre en considération lors de leur mise en œuvre. L’auteur livre également sa vision sur l’avenir de cette technologie. L’ensemble constitue un recueil auquel on pourra utilement se référer pour un tour complet de la question. L’interaction homme-machine est plus globalement traitée dans le livre de Morgan Kaufmann Elsevier (Designing the Search Experience chez Tony Russel-Rose et Tyler Tate, 2013). Avec une approche à la fois académique et pragmatique, une dizaine d’intervenants traitent tous les aspects de l’interface, en évoquant à la fois sa conception et le rôle de l’utilisateur. cm

Études Le marché vu par les consultants

Plusieurs analystes suivent l’évolution des moteurs de recherche avec attention. Ils publient régulièrement des rapports (payants) sur l’état du marché et les évolutions chez les éditeurs. Des documents utiles pour repérer les acteurs du marché, leurs caractéristiques et leur position. Gartner publie ainsi un MarketScope for Enterprise Search, IDC le rapport Search and Content Analytics Software et Forrester un Market Overview : Enterprise Search. Real Story Group propose de son côté des évaluations individuelles par vendeur de solution, à partir d’interviews de clients. Sur Internet, en revanche, il convient de se méfier des informations disponibles : celles-ci sont de sources d’information disparates et rarement impartiales. Sur le réseau social LinkedIn, plusieurs groupes sont voués au sujet de la recherche d’information en entreprise. C’est notamment le cas du groupe Enterprise Search Professionals, de loin le plus actif. cm

Document

Les différenciateurs technologiques

Vocabulaire professionnel c

INDEX Structure de données

MÉTADONNÉE

RECHERCHE EXACTE

CONNAISSANCE

AMBIGUÏTÉ

stockant le contenu textuel des documents sous forme d’une liste de mots uniques indiquant dans quels documents et en quelle position ils apparaissent.

Information sur un document, donnée de façon structurée. Il peut s’agir de l’auteur, de la date de modification ou de toute information dont on peut automatiser l’extraction.

Faculté de trouver les documents qui contiennent à la lettre près une suite de mots exprimée dans une requête. Par opposition, les documents obtenus par recherche sémantique ne contiennent pas forcément les mots de la requête.

Information inﬂuant sur un processus, exploitable pour choisir les mots à indexer ou à prendre en compte pour le calcul de pertinence ou segmenter un texte en mots. grammaticale ou sémantique : Incertidude liée au fait que plusieurs interprétations sont possibles. L’ambiguïté est grammaticale quand elle porte sur la catégorie grammaticale (par exemple « est », verbe ou nom ?), et sémantique quand elle porte sur le sens (par exemple « avocat », fruit ou personne ?).

sémantique

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n pourrait penser qu’une ère technologique chasse l’autre. Que l’âge de pierre a été supplanté par l’âge de cuivre. Que l’âge de cuivre fut rendu caduc par le bronze, lui-même dépassé par le fer. Plus près de nous, on pourrait aussi penser que le pétrole a tué la technologie «vapeur» (1), notamment grâce au moteur à explosion (2). Ou que les technologies analogiques ont été déﬁnitivement chassées de notre monde par le nouveau genre dominant : le numérique. Cette vision est erronée. cc

Les technos ne se cannibalisent pas, mais se cumulent

Contrairement à ce que pensent les historiens et le très technophile journal The Economist dans un article récent consacré au digital, les technologies ne se substituent pas les unes aux autres, elles se conjuguent. Et s’il y a bien des technos dominantes à certains moments de l’histoire, elles ne se cannibalisent pas, mais se cumulent. La pierre n’a pas été tuée par l’avènement des métaux. Au contraire, les outils créés grâce à ce dernier matériau ont élargi le champ des possibles du premier. Plus proche de nous, le MP3 n’a pas tué le disque vinyle... S’il a certes res-

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treint sérieusement sa zone de chalandise, cette technologie numérique l’a aussi poussé sur un autre terrain : celui de l’innovation musicale. Quant à la vapeur, si elle fut un temps délaissée, elle semble en passe de faire un retour en force pour nous aider à limiter notre consommation d’énergie, dans nos chaudières notamment. Bien sûr, on peut parfois avoir l’impression que certaines technologies ont totalement disparu de notre monde. Mais on se trompe. Leur résilience est beaucoup plus grande qu’on ne le pense. Elles ressuscitent souvent dans des domaines très éloignés de leur premier champ d’application. Le plus bel exemple étant celui des métiers Jacquard (3) des soyeux lyonnais. Cette technologie est réutilisée aujourd’hui pour tresser les aubes de moteurs d’avions de Snecma (4) ! Seule différence ? Dans l’usine d’Albany international, le fournisseur du motoriste, les ﬁls de soie ont été remplacés par des ﬁbres de carbone et les cartes perforées ont été supplantées par les ordinateurs. Un exemple, parmi d’autres, qui prouve bien que les technologies ne meurent jamais. Seuls leurs usages évoluent en fonction de nos besoins et de l’émergence de nouvelles... technologies ! cm

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