It973 by INFOPRO DIGITAL

HOMMAGE : HOMMAGE: L’INNOVATION VUE PAR LES DESSINATEURS DE CHARLIE HEBDO

N°973ccFÉVRIER 2015- 16,50

www.industrie-techno.com

OBJETS CONNECTÉS Attention, usines à données UN HOMME, UNE TECHNO ccPAGE 4

Il a inventé un antibiotique 2.0

David Bikard, co-fondateur de Phage X

ccPAGE 22

CAHIER TECHNIQUE ccPAGE 49

Traitement de surface

Une tenue parfaite pour les revêtements

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EDITO

Docteur Musk et mister Elon

ccMURIEL DE VERICOURT RÉDACTRICE EN CHEF

THOMAS GOGNY POUR IT

mdevericourt@industrie-technologies.com

La technopanique gagnerait-elle du terrain ? Après les craintes suscitées par le nucléaire, les OGM, les ondes électromagnétiques, les nanotechnologies, les gaz de schiste ou les drones, l’inquiétude gagne le numérique. Outre la collecte de nos données personnelles, ce sont les algorithmes surpuissants, et l’intelligence artificielle à laquelle ils donnent naissance, qui génèrent une certaine anxiété. Avec une nouveauté : les lanceurs d’alerte sont cette fois-ci des personnalités de premier plan du monde de l’innovation. Elon Musk, notamment, fait part depuis des mois, Urbi et Orbi, de ses appréhensions. Le Ceux qui développent fondateur de Paypal, SpaceX et Tesla les technologies de demain Motors vient d’annoncer un don de se préoccupent dix millions de dollars pour des de leur acceptabilité: recherches visant à éviter que l’in- c’est une bonne nouvelle. telligence artificielle ne se retourne contre l’humanité. Une préoccupation que partagent, entre autres, l’astrophysicien Stephen Hawking, plusieurs experts en robotique ou en informatique et même des employés des laboratoires d’intelligence artificielle de Google, Facebook et Microsoft ! Bien sûr, comme le relève le magazine Forbes, Elon Musk, qui a lui-même investi dans l’intelligence artificielle via les sociétés DeepMind (rachetée depuis par Google) et Vicarious, pourrait avoir une arrière-pensée. En investissant dans l’étude des risques, il contribuerait à prévenir toute objection pour, in fine, nous rendre acceptable la cohabitation avec des machines intelligentes (ne seraitce que des Tesla autonomes). Mais au fond, peu importe. Le fait que ceux qui développent audacieusement les technologies de demain se préoccupent aussi de leur acceptabilité est plutôt une bonne nouvelle. La peur a, si l’on peut dire, changé de «camp»… sauf qu’il n’y a pas de camp, puisque les utilisateurs, comme les inventeurs, ont intérêt à ce que les innovations prometteuses ne soient ni tuées dans l’œuf, ni détournées de leur usage bénéfique. cm

FÉVRIER 2015ccN°973

UN HOMME, UNE TECHNO

Il a inventé un antibiotique 2.0 La technologie développée par David Bikard tue de manière spécifique les bactéries porteuses de gènes de résistance aux virus et laisse le reste du microbiome intact. Une avancée remarquable face au problème épineux de la résistance des germes infectieux aux antibiotiques.

David Bikard, cofondateur de Phage X

au système Crispr, de capturer des bouts d’ADN de l’assaillant et de l’intégrer dans le génome de la bactérie. Elle l’utilise ensuite en interférant avec l’attaque future d’un bactériophage identique ou similaire. C’est en capturant de cette manière des petits bouts d’ADN de phage que ce système Crispr construit une mémoire des attaques et l’utilise pour pouvoir se défendre. Chez les bactéries ce sytème permet, en intégrant de courts fragments d’ADN étranger dans le système Crispr, d’armer la bactérie contre de nouvelles attaques de ce même agent pathogène (virus, mais aussi plasmides, éléments conjuguants…). cc Trois

ans de recherche sur le système Crispr aux États-Unis

C’est pendant sa thèse à l’Institut Pasteur que l’homme entend parler pour la première fois de ce système. Intrigué, le scientifique décide d’y consacrer son post-docto-

cc L’ingénierie génétique au service de La médecine Pour travailler sur son antibiotique intelligent, David Bikard conçoit un nouveau système Crispr sur un logiciel nommé SnapGene. Celui-ci lui permet de cibler, dans ce cas présent, le gène de résistance à la méticilline (le gène mecA) du microorganisme Staphylococcus aureus. Pour produire la séquence voulue, le scientifique ligature un bout d’ADN vecteur avec de l’ADN synthétique correspondant au design du Crispr. Les tracés de couleurs (photo ci-contre) correspondent au séquençage de différents clones isolés lors de cette construction génétique. Ceux-ci sont tous corrects puisque leur séquence correspond au design initial (la séquence du haut) conçu par le biologiste.

N°973ccfévrier 2015

rat. Il s’attèlera à cette tâche au sein d’un laboratoire de la Rockfeller University, à New York. « Pour travailler particulièrement sur le système Crispr, je suis allé aux États-Unis car il n’y avait pas grand-chose en France», explique le biologiste. «On se sent vraiment choyé lorsqu’on est là-bas: ils font tout pour que la seule chose à laquelle on ait à penser soit notre recherche, pour que l’on puisse travailler de manière efficace.» Mais après trois années de recherches passionnantes sur ce système, l’homme retourne aux sources. cc Pour

contrer le phénomène de résistance aux antibiotiques

En France, il développe son « antibiotique 2.0 », un gros complexe protéique constitué d’une capside de phage (la structure qui entoure le génome du virus) contenant de l’ADN. Cette « grosse molécule » sera plus intéressante en préventif pour décoloniser les patients porteurs de bactéries dangereuses. Par exemple, lors d’une greffe de moelle osseuse, si le patient est affecté par un virus, cela peut engendrer des problèmes sérieux. Une problématique qui interpelle David Bikard. « Les hôpitaux sont obligés d’isoler les patients et de leur dédier un personnel médical pour empêcher les transmissions. Entre 25 000 et 30 000 personnes meurent chaque année car il n’y a pas encore de recours à ce phénomène. Ce que l’on a sur le marché ne fonctionne plus. C’est pour cela qu’il faut lutter contre ce phénomène de résistance aux antibiotiques. » D’où l’idée d’un antibiotique de nouvelle génération, qui, contrai-

D.R.

es bactéries font de la résistance aux médicaments, mais plus pour très longtemps ! Au quatrième étage de l’Institut Pasteur, dans un petit bureau avec vue sur son laboratoire, David Bikard remplit ses fonctions de directeur du groupe de biologie de synthèse. Un poste qu’il a décroché en 2014, en parallèle à la création de sa start-up Phage X, cofondée avec Xavier Duportet, qui en est aujourd’hui le PDG. « Nous sommes amis depuis longtemps, raconte le biologiste. Cette idée de créer une startup nous est venue lorsqu’il travaillait sur les capsides de phages et moi sur les systèmes Crispr. » Une technologie assez récente, puisque c’est à partir de 2007 que les scientifiques ont commencé à découvrir et comprendre ces systèmes de défense batérien. Lorsqu’elles sont attaquées par des virus, dits bactériophages, certaines bactéries sont capables, grâce

DavID BIkarD

T. GoGNy PoUR iNDUSTRie eT TeChNoLoGieS

après une thèse à l’Institut Pasteur et trois ans de post-doctorat à la rockfeller University de New York, où il a commencé à travailler sur le système immunitaire bactérien Crispr, David Bikard crée en 2014 la start-up Phage X en collaboration avec Xavier Deportet (Pasteur), Luciano Marraffini (rockfeller) et Tim Lu (MIT). aujourd’hui, il est directeur du groupe de biologie de synthèse à l’Institut Pasteur.

rement à son équivalent « traditionnel », ne se diffuse pas dans tout le corps. Prescrit avant le recours à un antibiotique, il s’attaque de manière spécifique aux bactéries porteuses des gènes de résistance en les tuant. Ainsi, il permettrait de réduire la quantité du traitement administré au patient ou du moins, de le rendre à nouveau efficace pour les personnes concernées par cette résistance aux antibiotiques, les bactéries étant de ce fait absentes. « Limiter le risque de colonisation par des bactéries virulentes chez les patients devant subir de lourdes opérations facilite l’intervention et limite les risques de complication. » Ce concept, qui fait l’objet d’un brevet déposé en 2014 par la start-up Phage X, démontre pour la première fois

qu’il est possible de tuer, et de manière efficace, une séquence spécifique de certaines bactéries porteuses du gène de résistance. cc Encore

quatre ou cinq ans avant une mise sur le marché

Suite à ce dépôt de brevet, l’aventure Phage X continue : l’antibiotique doit être perfectionné avant de pouvoir être industrialisé. D’où l’idée de travailler sur la fabrication de phagemides, des plasmides modifiés pour qu’ils soient encapsidés dans des capsides de phage. La société étudie les différentes stratégies pour que ces phagemides puissent être injectées dans le plus grand nombre de bactéries. Et en parallèle, met en place des modèles sur la souris

pour démontrer que le système fonctionne correctement. Pour mener ce projet à bien et envisager la mise sur le marché, une étape pour laquelle il faut compter cinq à dix ans, la start-up a récemment recruté deux chercheurs qui travaillent à l’Institut Pasteur, l’un sur la thérapie phagique, et l’autre et la bactérie Clostridium. « Une fois que ces deux phases seront dépassées et qu’une cible thérapeutique sera déterminée, on pourra alors passer à une phase d’industrialisation. C’est-à-dire réaliser des études cliniques et pré-cliniques pour montrer que notre produit n’est pas dangereux. » cm ccseverine Fontaine redaction@industrie-technologies.com

février 2015ccN°973

SOMMAIRE

EN COUVERTURE

TENDANCES

MATÉRIAUX

Du plastique dans le moteur

cc PAGE 8 OPTIQUE

Étalonner les microscopes à ﬂuorescence

cc PAGE 10

ANALYSES

Ce laboratoire tient dans une puce

cc PAGE 11

ÉLECTRONIQUE

De l’ADN dans les circuits

cc PAGE 12

QUANTIQUE

Capteurs pour problèmes complexes

cc PAGE 14

CHIMIE

Un polymère pour l’électronique cc PAGE 16

MATÉRIAUX

La pérovskite bat tous les records

cc PAGE 17

C’EST PAS NOUVEAU… QUOIQUE

Une nouvelle vision pour le conducteur

cc PAGE 18

OBJETS CONNECTÉS

Attention, usines à données

La miniaturisation des composants électroniques permet de connecter de plus en plus d’objets. Cette tendance devrait s’accentuer dans les dix prochaines années pour atteindre 80 milliards d’objets en 2020. Cet univers s’articule autour de plusieurs briques technologiques : capteurs, protocoles de communication et outils de traitement de données qui doivent garantir une communication ﬁable et sécurisée. ccPAGE 22 PERCEVOIR, TRADUIRE, COMMUNIQUER

Les trois clés des objets connectés cc PAGE 24

INDUSTRIE-TECHNO.COM

# Je suis Charlie

cc PAGE 20

N°973ccFÉVRIER 2015

Les dix français qui mettent de l’intelligence partout cc PAGE 25

Quand les capteurs jouent les organes sensoriels

Les objets parlent aux objets cc PAGE 34

cc PAGE 28

Le fablab qui fait parler les tables cc PAGE 30

La tour de Babel de l’Internet des objets cc PAGE 32

Des données, pour quoi faire ? cc PAGE 36

SOMMAIRE

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

Président Directeur général Christophe Czajka Directeur général Julien Elmaleh Directeur général délégué Paul Boursier Directeur du pôle industrie Pierre-Dominique Lucas

PRODUITS

AGROALIMENTAIRE

Une ﬁlière en pleine numérisation

cc PAGE 40

NOUVEAUTÉS

Notre sélection de produits classés en 4 secteurs de référence

cc PAGE 44 à 47

RÉDACTION Directeur des rédactions Thibaut De Jaegher (9483) Directrice adjointe des rédactions 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), Philippe Passebon (9481)(Énergie, environnement, électrotechnique et sécurité) Didier Ragu (9435) (Nouveaux produits) ONT COLLABORÉ À CE NUMÉRO Séverine Fontaine, Olivier Lapirot et Guillaume Lecompte-Boinet 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)

CAHIER TECHNIQUE

L’adhérence des revêtements de surface Assurer la cohésion substrat-revêtement cc PAGE 49

COMMERCIAL Directrice commerciale du pôle Industrie Béatrice Allègre (9362) Directrice de clientèle Flora Morel (9361) Directeur de clientèle Piero Tomassi (9578) Régions Thierry Borde, directeur (04-72-84-27-54) Est Clarisse Michel (03-88-84-36-06) Allemagne/Suisse/Autriche : Thomas Hugues (9536) Benelux : Huson International Media (Rodric Leerling) +31 (0) 229 841 882 Grande-Bretagne : Huson International Media (Stuart Payne) +44 (0) 1932 564 999 États-Unis : Huson International Media +1 212 268 3344 Espagne : B2B Communication (Juan Jose Bellod) +34 91 319 8177 Espace Industrie - Contact Industrie - Service publicité Flora Morel (9361) La direction se réserve le droit de refuser toute insertion sans avoir à justifier sa décision. CONFÉRENCES-EVÉNEMENTS (9290) ADMINISTRATION-GESTION Directeur administratif et financier Stéphane Deplus (9402) Responsable juridique Mireille Monnier (9744) Directeur des affaires sociales Frédéric Sibille (9444) Directrice fabrication et achats Fabienne Couderc (9314) MARKETING, DIFFUSION-ABONNEMENTS Directeur Jean-Baptiste Alline (9781) Abonnements Laurence Vassor (9788) Promotion Isabelle de Goüyon Matignon (9811) Marketing Damien Delhomme (9786) TARIFS ABONNEMENTS France (TVA 2,10 %) 1 an : 169 euros TTC Etudiant 51 euros TTC (sur justificatif) Etranger nous consulter Règlement à l’ordre d’Industrie et Technologies Pour l’UE, préciser le numéro de TVA intracommunautaire Librairie (vente des numéros déjà parus et des annuaires) Annuaires (TVA 5,5 % incluse) «L’Atlas des usines»: 230 euros TTC (papier) 650 euros (format xls)

LA FABRIQUE DE L’INNOVATION

EXPÉRIENCE, PARTAGE, INSTANTANÉITÉ : les autres tendances de l’innovation cc PAGE 58

CE NUMÉRO COMPORTE : - UN ENCART JETÉ DE 6 PAGES CFIA - UN ENCART JETÉ DE 4 PAGES INDUSTRIE 2015 CRÉDITS PHOTOS COUVERTURE : T. GOGNY ; D.R. SOMMAIRE : SNECMA ; P. GUITTET ; F. ROBERT ; D.R.

Numéro de commission paritaire : 0612T81775. 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

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TENDANCES

Matériaux Du plastique dans le moteur Snecma est parvenu à développer une innovation de rupture, le composite tissé 3D appliqué au moteur Leap, qui combine légèreté et résistance. Récit d’une alliance pragmatique avec l’américain Albany et de beaucoup de ténacité.

parties dites froides du Leap, dont ces deux éléments. Pour être capable de produire près de 30 000 aubes et 900 carters par an d’ici 2020, pas moins de deux usines ont été inaugurées par Safran et Albany, à Rochester (New Hampshire) en mars, et Commercy (Meuse), le 24 novembre dernier. cc Tisser

en 3D des composites pour obtenir un gain de masse

Mais pour en arriver là, une vingtaine d’années d’essais et de développement ont été nécessaires. Un homme de Snecma est à l’origine de ce projet un peu fou, Bruno Dambrine, actuel directeur scientifique Matériaux et Procédés de Safran. En 1994-1995, il est simple ingénieur chez Snecma. Il a alors l’idée d’introduire des matériaux composites dans les moteurs pour obtenir un véritable gain de masse.

Prochaine étape: le tissé 3D à matrice céramique Safran et Albany veulent poursuivre leur collaboration sur d’autres applications du tissage 3D que le Leap. Exemple: pour fabriquer le carter du futur moteur GE9-X, qui équipera le Boeing 777X remotorisé. La pièce est en cours de développement. Autre application à long terme: la possibilité de réaliser des aubes de turbine des parties chaudes en fibres de carbone tissées 3D, mais cette fois, à matrice céramique. Ce serait un vrai saut technologique tant en termes de gain de masse que de rendement. De telles aubes permettraient en effet de limiter les ponctions d’air pour refroidir ces parties, donc de réserver cet air pour la propulsion. Avec au final plus d’efficacité, donc une réduction de la consommation. Horizon? « 2020-2025, pas avant», lance Bruno Dambrine.

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Le procédé RTM

« C’était un peu iconoclaste car les matériaux utilisés à l’époque dans les turbofans étaient 100 % métalliques. » Le composite, c’est du « plastique » qui n’a rien à faire dans un moteur d’avion. Soutenu par Jean-Paul Herteman, actuel PDG de Safran, Bruno Dambrine mène les premières études, presque en catimini… « Ne vous faites pas trop voir », lui dit en substance le futur patron de Safran. Pour trouver les bonnes fibres, et surtout être capable de les tisser, Bruno Dambrine écume les fabricants de textiles techniques français et européens… et essuie refus sur refus. Fin 1999, il déniche finalement la perle rare aux États-Unis, Techniweave, une petite société appartenant à Albany International. « C’était la seule au monde à développer un métier Jacquard électronique », se rappelle-t-il. « Nous avons vingt années d’expérience en matière de composites », explique Jean Sénellart, directeur du programme Leap chez Albany. L’une des innovations majeures apportées par Albany est la technique du tissage en

P. StRoPPA / SAfRAn / SnecmA

agner 250 kilogrammes en masse sur un moteur qui pèse plus de 2,3 tonnes tout en garantissant la résistance aux chocs. C’était l’un des défis posés par la technologie des fibres de carbone tissées en 3D. Ce procédé – unique en son genre – est intégré dans les futurs moteurs Leap qui équiperont l’Airbus A320neo à partir de 2016 et le Boeing 737Max en 2017. Déjà vendu à près de 8 000 exemplaires, le Leap est le successeur du célèbre CFM56, produit par Snecma (Safran) et General Electric (GE) au sein de la joint-venture à 50-50 CFM International. Ce nouveau procédé, qui a été développé avec la société américaine Albany International, est niché dans les aubes de soufflante (l’hélice située à l’avant du moteur) et dans le carter de la soufflante. Snecma est responsable des

TENDANCES

250

kilos C’est le poids économisé sur un moteur de 2,3 tonnes grâce aux fibres composites

Le tissé 3D

DU JACQUARD AVEC DES COMPOSITES

Le moteur Leap

Les ﬁbres du composite sont tissées à l’aide d’un métier de type Jacquard, de façon à reproduire un motif 3D assurant une résistance maximale. La pièce est ensuite formée par moulage par injection de résine (procédé Resin Transfer Moulding, ou RTM).

3D. Au début des années 2000, il existait déjà des aubes de soufflante en composites, celles du très gros moteur GE90. Mais ces dernières étaient en carbone laminé. Ce process garantit une bonne résistance aux chocs sur des aubes de la taille du GE90 (3,40 m de diamètre). Mais sur un moteur comme le Leap, dont le diamètre est de 1,98 m, il aurait fallu renforcer les couches laminées, et donc perdre tout le gain de masse fourni par la fibre de carbone. D’où l’idée de tisser les fibres en 3D, puis de

former la pièce par le procédé Resin Transfer Moulding (RTM). Le tissage mis au point par Albany permet de réaliser une architecture contenant pas moins d’une douzaine d’armures différentes, avec 7 kilomètres de fils de carbone par aube. « Cette complexité nous permet de piéger et de dissiper l’onde d’un choc et donc d’empêcher qu’une fissure se développe », ajoute Bruno Dambrine. Chacun a développé ses propres brevets, «mais en concertation constante », précise Jean Sénellart.

e. DRoUIn / SAfRAn ; SnecmA

«» DES COMPOSITES DANS LES AUBES DE SOUFFLANTE ? C’ÉTAIT UNE IDÉE ICONOCLASTE.

Bruno Dambrine

Directeur scientiﬁque des matériaux et procédés de Safran.

Le partage industriel des tâches est clair : Albany s’occupe du début du process, le tissage, la découpe au jet d’eau et le formage par RTM. Puis Safran prend le relais pour effectuer l’usinage, le collage d’un bord d’attaque en titane et le contrôle qualité. En revanche, chacun reste chez soi, même si les deux partenaires sont sous le même toit : un salarié d’Albany ne peut pas pénétrer dans la zone Safran sans être accompagné, et vice-versa. Toutefois, pour sécuriser ses approvisionnements, Safran s’est doté d’un métier à tisser… juste au cas où. En 2002, une aube de soufflante grandeur nature est tissée, et en 2003, le petit commando de Bruno Dambrine grossit de deux ingénieurs à 30 personnes. « On est passé du stade des recherches à celui des essais au banc, et on a commencé à penser à l’industrialisation », ajoute Bruno Dambrine. L’ouverture récente des deux usines en a été l’aboutissement. cc GUILLAUME LECOMPTE-BOINET redaction@industrie-technologies.com

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TENDANCES

cc EN BREF

Médical Un implant pour faire marcher les paralysés Le+ Applicable sur la moelle épinière

Optique Étalonner les microscopes à ﬂuorescence Le+ Précision

Les éléments électroniques de l’implant e-Dura stimulent la moelle.

Un implant neuronal qui s’applique directement sur la moelle épinière sans l’endommager a été mis au point par des scientiﬁques de l’EPFL. L’implant e-Dura, qui a une élasticité presque identique à celle du tissu vivant, comporte les éléments électroniques à même de stimuler la moelle. Le substrat de silicone est parcouru de pistes électriques, faites d’or craquelé, étirables à souhait. Les électrodes consistent en un composite totalement innovant de silicone et de microbilles de platine. Elles peuvent être déformées dans toutes les directions. cm

Électronique Une puce dédiée aux objets connectés

Une lame d’étalonnage pour les microscopes à ﬂuorescence a été mise au point par une jeune entreprise bordelaise, Argolight.

Son directeur scientifique et technique et cofondateur Arnaud Royon a reçu le Prix Jean Jerphagnon, destiné à promouvoir l’innovation technologique et la diffusion de l’optique-photonique dans tous les domaines d’applications. Les microscopes à fluorescence permettent de visualiser des objets naturellement fluorescents ou rendus fluorescents (molécules, cellules…). Lorsqu’il s’agit de suivre l’évolution des cellules sur plusieurs mois, voire plusieurs années, comme dans le cas des biopsies d’un patient atteint de tumeurs cancéreuses, le microscope doit être parfaitement

Un prototype de processeur de la taille d’un bouton de chemise a été dévoilé mardi par Intel lors de sa keynote au salon CES de Las Vegas. Le système sur puce (SoC) Curie est bâti autour de l’architecture Intel Quark SE spécifique aux objets connectés qui avait été lancée en 2013. Il en représente l’évolution et est accompagné de 80 Ko de RAM et de 834 Ko de mémoire flash, et comprend une connectivité sans fil Bluetooth, des capteurs de mouvement et un circuit PMIC de gestion de l’énergie. cm

Le+ Biosourcé

Le Btonlin : un éco-matériaux pour une construction durable.

Sélectionné par le

projet rassemble l’ESITC Caen, école d’ingénieurs spécialisée dans le BTP, l’entreprise de BTP CMEG qui s’occupe de la préfabrication de panneaux de façades et de bardage en composite ciment verre, et l’entreprise Teillage Vandecandelaère. Le projet Btonlin vise à remplacer dans le béton des fibres de renforcement (métalliques, verre, etc.), par des fibres de lin issues de la production régionale, la Normandie étant le premier producteur mondial de cette matière naturelle. Moins impactantes pour l’environnement, ces fibres permettront, grâce à leurs caractéristiques et leur qualité de résistance, le développement d’un béton biosourcé utilisable pour la construction de structures porteuses. cc J.-F. P.

d’Intelligence Technologique

www.industrie-techno.com/ﬁt

EPFL ; D.R.

Un projet de valorisation du lin comme éco-matériau pour le secteur de la construction a été lancé par une équipe de chercheurs pluridisciplinaire. Ce

Un processeur gros comme un bouton de chemise.

N°973ccFÉVRIER 2015

étalonné pour ne pas fausser les résultats. Argolight a mis au point pour cela un verre aux propriétés particulières. Cette technologie, unique au monde selon l’entreprise, représente une évolution importante dans l’étalonnage des microscopes, qui nécessite d’ordinaire sept ou huit outils différents pour un résultat moindre. cc P. P.

Matériaux Du lin pour le béton

Le+ Compacité

Ce microscope fait apparaître différentes molécules comme l’ADN ici en bleu.

TENDANCES

Analyses Ce laboratoire tient dans une puce + Polyvalence Le

Un laboratoire sur puce « grand public » sera commercialisé en 2015 par la start-up Avalun née en décembre 2013. Baptisé Labpad, il

permet de réaliser un grand nombre d’analyses biochimiques sans rien changer de sa partie principale : le lecteur constitué d’un microscope miniaturisé associé à des composants électroniques et à un réseau microfluidique. C’est le consommable qui change. À chaque analyse, une nouvelle puce est introduite dans le Labpad. Selon les tests voulus, la puce réagit différemment avec le sang prélevé par une piqûre sur le doigt. Le sang circule ensuite par un réseau microfluidique jusqu’au microscope situé en aval. S’il s’agit par exemple de tester le temps de coagulation du sang, une enzyme embarquée sur le consommable réagit avec les globules. Le microscope permet ainsi d’observer le temps nécessaire pour qu’ils soient figés. C’est ce qui permet au

Le Labpad permet de réaliser un grand nombre d’analyses biochimiques.

Labpad de conclure sur le taux de coagulation. S’il s’agit de mesurer le taux de glycémie, le microscope détecte le changement de couleur lié à la réaction des enzymes avec le glucose présent dans le sang. « Ces différents tests ne peuvent être réalisés aujourd’hui qu’avec des instruments indépendants » précise Vincent Poher, PDG d’Avalun. Au contraire, Avalun, quel que soit le test, utilise toujours le même microscope, qu’il a dû miniaturiser. « Nous avons utilisé les capteurs CMOS intégrés dans les smartphones. Notre laboratoire sur puce proﬁte de l’essor de la téléphonie qui tire avec elle les technologies ». ccP. P.

cc EN BREF

ONÉRA ; D.R.

Aéronautique L’infrarouge dans le viseur Le+ Technologie duale Les équipes de l’Ofﬁce national d’études et de recherches aéronautiques, spatiales et de défense (Onera) et de la Direction générale à l’armement (DGA) ont achevé la mise au point du système aéroporté Sysiphe (système spectro imageur de mesure des propriétés hyperspectrales embarqué). Ce système est basé sur l’intégration de trois éléments: l’instrument Sielesters, muni de deux têtes optroniques, développé par l’Onera pour l’infrarouge thermique, la caméra Hyspex Odin conçue par la société norvégienne Norsk Elektro Optikk pour observer le proche infrarouge Le système et un système de traitement des données développé par l’Onera. aéroporté Sysiphe Les applications vont être en premier lieu militaires. Mais pas détecte des fuites seulement. La vocation de Sysiphe est d’être duale. Par exemple, de gaz ou des le système pourra détecter des fuites de gaz ou des pollutions. cm pollutions.

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TENDANCES

Électronique De l’ADN pour les circuits

cc EN BREF

Capteurs Les polluants de l’air intérieur sous contrôle Le+ Miniaturisation Une balise de surveillance et de diagnostic des composés organiques Balise volatils (COV) fongiques de surveillance dans les habitats a été et de mise au point par des chercheurs diagnostic du Centre scientiﬁque et technique des polluants du bâtiment (CSTB) de l’air. à Marne-La-Vallée. Les chercheurs ont intégré le prélèvement, l’analyse et le calcul d’indice dans une balise miniaturisée. Parmi les différents modules de chromatographie gazeuse qui composent le système, une matrice de capteurs permet l’identiﬁcation des COV. cm

À base d’ADN, l’électronique moléculaire ouvre la voie à des circuits informatiques sophistiqués.

Le+ Au-delà de la loi de Moore

Une avancée dans l’électronique moléculaire, qui trace la voie vers des circuits basés sur de l’ADN, a été effectuée par une équipe de recherche internationale dirigée par Danny Porath, professeur de l’Université hébraïque de Jérusalem.

Alors que la loi de Moore, qui consiste en une densiﬁcation et une miniaturisation régulières des transistors sur des substrats en silicium, touche à ses limites, l’électronique moléculaire apparaît comme une alternative pour continuer à gagner en puissance de calcul. Les chercheurs ont imaginé une expérience pour mesurer le courant électrique à travers de longues molécules (100 nm) composées de quatre

Matériaux Des éponges contre les marées noires Le+ Sélectivité

brins d’ADN. Selon le professeur Porath, cette recherche ouvre la voie à la mise en œuvre des circuits programmables à base d’ADN pour l’électronique moléculaire, et pourrait ainsi conduire à une nouvelle génération de circuits informatiques plus sophistiqués, moins chers et plus simples à fabriquer. cc S. E.

Solaire Des cellules à colorants biosourcées Le+ Peu coûteux

Une éponge formée de nanoﬁbrilles de cellulose, capable de récupérer sélectivement les pollutions huileuses, a été mise au point par deux chercheurs, de l’université de Bordeaux 1 et de l’Empa, près de Zurich. Avec de la cellulose issue de sous-produits de l’agriculture, ils ont fait un matériau hydrophobe qui piège les huiles. Après désintégration du substrat cellulosique, ils ont obtenu des nanoﬁbrilles de cellulose enchevêtrées, qu’ils ont placées en solution aqueuse et mélangées avec du méthyltriméthoxysilane. L’ensemble est lyophilisé, de sorte que les cristaux de glace formés par congélation laissent la place à des pores vides capables de piéger de l’huile. cm

Les chercheurs ont eu l’idée d’utiliser du furfural, un aldéhyde facilement isolable à partir de coproduits d’origine agricole, pour produire la terpyridine dans laquelle le ruthénium est complexé. Le colorant ainsi obtenu présente les mêmes rendements de conversion de l’énergie solaire en électricité que les précédentes cellules à colorants soit 10 %, mais utilise du furfural très peu coûteux, a un bilan carbone beaucoup plus bas et ne nécessite plus l’utilisation du chrome VI. Le procédé est en voie de transfert vers la start-up Suisse Solaronix, qui produit des façades photovoltaïques à partir de cellules à colorant. En outre, la capacité à ﬁxer de nombreux métaux de ces terpyridines pourrait lui permettre de trouver des applications dans le traitement des eaux polluées ou le recyclage de métaux utilisés dans les bains de traitements de surface. cc P. P.

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Une méthode plus écologique de fabrication des cellules à colorants.

D.R.

Une méthode pour synthétiser le colorant utilisé dans les cellules à partir de réactifs issus de la biomasse a été mise au point par une équipe de l’institut Utinam, à Besançon.

L’éponge hydrophobe piège les huiles.

Toucher. Découvrir. Résoudre.

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08/01/2015 18:18

TENDANCES

Quantique Capteurs pour problèmes complexes

cc EN BREF

Des chercheurs du CEA, CNRS et des Synchrotrons Soleil et ESRF ont synthétisé par réaction chimique un matériau énergétique performant en partant simplement d’azote et d’hydrogène. Pour ce faire, les chercheurs ont étudié plusieurs concentrations des mélanges N2-H2 sous pression. La solidiﬁcation de ces mélanges et la formation des composés (N2)6(H2)7 et N2(H2) ont été obtenues entre 3 et 7 GPa. Les scientiﬁques se sont intéressés plus particulièrement au composé (N2)6(H2)7 possédant de larges cages d’azote moléculaire qui entourent 14 molécules d’hydrogène. Ce sont des interactions de faible intensité et non des liaisons chimiques fortes entre les atomes qui se trouvent à la base de la structure du composé. cm

90%

C’est le rendement d’un système d’électrolyse à haute température de la vapeur d’eau mis au point au CEA Liten. Le système intègre un «stack» (empilement de cellules, cœur de la réaction de production d’hydrogène) ultraperformant.

Solaire Armor imprime le photovoltaïque Le+ Production facilitée

Le+ Précision

Un consortium dirigé par des physiciens de l’université de Birmingham va industrialiser une technologie de capteurs quantiques. Les scientiﬁques recevront une dotation de 80 millions de livres de la part du ministère des universités et des sciences. Ces capteurs utilisent la « superposition

Les ﬁlms photovoltaïques souples vont être industrialisés par Armor.

Un ﬁlm mince photovoltaïque souple de troisième génération est en cours de développement pour être produit en « roll to roll » par la société Armor, qui devrait en commercialiser la première génération dès 2015. La technologie d’Armor fait intervenir des polymères innovants constitués de cinq couches : deux couches permettent le transfert des électrons et deux couches d’électrodes entourent la couche photovoltaïque proprement dite. Les électrodes utilisées auparavant étaient des électrodes ITO, qui ont été remplacées par des électrodes transparentes, pouvant être imprimées avec un moyen d’enduction classique. Le travail a consisté à polymériser les molécules sensibles aux photons. La technologie produit entre 5 et 12 watts. cm

quantique », soit le fait qu’un atome super-froid peut être à deux endroits à la fois. Un phénomène décrit par les scientiﬁques comme le «Spooky Effect» (effet fantasmagorique), qui fait qu’un atome peut se déplacer dans deux directions en même temps, créant un motif d’interférence. Si l’on envoie un atome au même moment dans deux directions différentes, il peut explorer ces deux voies simultanément. Il est très sensible aux variations de gravité et peut mesurer très précisément les différences de gravité entre les deux voies. En exploitant l’extrême sensibilité des capteurs quantiques, les physiciens travaillant avec des industriels de la mesure seront capables d’apporter au marché une technologie leur permettant d’aborder précisément et de manière non destructive de nombreux problèmes, de la cartographie sous-terraine de réseaux à la surveillance des nappes phréatiques dans les zones sujettes à la sécheresse, en passant par la mesure d’activité cérébrale pour faire avancer la recherche sur la démence. Ces capteurs ne sont pas seulement sensibles, mais aussi très rapides, ce qui les rend utilisables pour la surveillance de réseaux de transactions ﬁnancières. cc J.-F. P.

Un laboratoire de recherche sur la technologie de capteurs quantiques au Royaume-Uni.

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ARMOR ; D.R.

Matériaux Une molécule à haute densité énergétique Le+ Réactifs élémentaires

TENDANCES

Informatique Une mémoire multiniveau ultraperformante

cc EN BREF

Énergie Du graphène pour les piles à combustible Le+ Puiser l’hydrogène dans l’air

Le+ Rapidité

D.R.

Plutôt que de stocker un seul bit dans une cellule de la mémoire, l’équipe de chercheurs de l’École de chimie du Trinity College à Dublin a développé une mémoire à plusieurs niveaux, dans laquelle il est possible de programmer plusieurs bits stockés dans une seule cellule. Le dispositif pro-

posé par les chercheurs irlandais, –composé de contacts chevauchant entre des ﬁls en or et en dioxyde de titane– repose sur la mémoire résistive. « Cette mémoire fonctionne sur le principe de la résistance électrique de

l’appareil. Une mémoire à deux niveaux pourrait ainsi avoir deux niveaux différents bien déﬁnis de résistance, par exemple un état de faible résistance et un état de plus grande résistance. Pour notre appareil nous pouvons programmer le nombre de niveaux de résistance et nous avons donc une capacité de mémoire multiniveau», a détaillé John Boland, un des scientiﬁques qui a mené la recherche. Ainsi, l’ordinateur n’a pas besoin d’accéder à autant de cellules de mémoire pour obtenir l’information, ce qui améliore la performance. cc S. E.

Une monocouche de graphène est perméable aux protons.

Des chercheurs de l’université de Manchester ont montré que les monocouches de graphène ou de nitrure de bore étaient perméables aux protons. Une feuille de graphène pourrait être utilisée comme membrane conductrice de protons dans les piles à combustible, permettant ainsi de surmonter le problème des membranes existantes. Les chercheurs ont également suggéré que la technologie pourrait être utilisée pour extraire directement l’hydrogène de l’air. cm

Pă%()1) SVKERMWI WSR XSYX TVIQMIV GSPPSUYI REXMSREP HI PE TIVJSVQERGI ªRIVKªXMUYI HERW PăMRHYWXVMI PIW IX QEVW ¡ 1EVWIMPPI 'I GSPPSUYI SJJVMVE YR IWTEGI HI VIRGSRXVIW IX HăªGLERKIW JSVQIPW IX MRJSVQIPW WYV PăMRRSZEXMSR PIW FSRRIW TVEXMUYIW ªRIVKªXMUYIW PIW HªQEVGLIW HI QEREKIQIRX HI PăªRIVKMI PăSFPMKEXMSR HăEYHMX ªRIVKªXMUYI TSYV PIW MRHYWXVMIPW QEMW EYWWM PIW ªUYMTIQIRXMIVW PIW STªVEXIYVW HI WIVZMGIW ªRIVKªXMUYIW IX PIW ªUYMTIW HI VIGLIVGLI

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TENDANCES

Aéronautique Le Falcon 8x prêt à prendre son envol Le+ Voilure optimisée

Le Falcon 8X adopte plusieurs innovations.

Annoncé en mai dernier au salon européen de l’aviation d’affaires Ebace de Genève, le premier Falcon 8X a été présenté par Dassault Aviation sur son site de BordeauxMérignac (Gironde). Il a bénéﬁcié des avancées technologiques, tant dans sa conception que dans sa fabrication, déjà intégrés il y a sept ans dans le triréacteur Falcon 7X à long rayon d’action. Le 8X sera ainsi doté d’une panoplie de systèmes de bord largement éprouvés à bord du 7X, dont une version améliorée du système de commandes de vol numériques. Côté motorisation, il sera équipé d’une version améliorée du réacteur Pratt & Whitney Canada PW307 qui motorise le Falcon 7X, ainsi que d’une voilure optimisée. cm

46% C’est le record du monde de conversion de l’énergie solaire en électricité. Il a été obtenu par Soitec en partenariat avec le CEA-Leti et l’Institut Fraunhofer ISE, grâce à une cellule à quatre jonctions éclairée sous une concentration de 508 soleils.

Chimie Un polymère pour l’électronique Le+ Conductivité améliorée

Des chercheurs de l’université du Michigan ont développé un polymère amorphe ultraperformant. Les chaînes de polymères dans la

plupart des plastiques sont très longues et ne se lient pas correctement les unes aux autres, d’où

Le polymère présente une conductivité thermique de 1,5 W.m-1.K-1

Plastronique Quand le plastique devient intelligent Le+ Électronique intégrée

La technologie implique une « gravure » des propriétés électroniques sur les objets en plastique. Elle permet de tendre vers des dispositifs plus compacts, moins volumineux, et de réduire le nombre de composants intégrés pour les rendre plus légers. Autre avantage : elle offre des perspectives en termes de miniaturisation en intégrant des propriétés électroniques sur des pièces très petites. Les matériaux conducteurs restent identiques à ceux que l’on trouve sur un circuit imprimé classique (PCB) : cuivre, nickel, or. Seul le procédé de fabrication change. Par moulage, on réalise une pièce en plastique, sur laquelle un laser (de la société allemande LPKF) vient activer la surface que l’on souhaite rendre conductrice. Ensuite, par

bain chimique, les métaux viennent se déposer là où le laser est passé. Mais tout type de pièce n’est pas réalisable. Pour le moment, la société réalise des géométries d’environ 200 mm3. Au niveau de la ﬁnesse de gravure, la technologie permet 150 microns de gravure et 150 microns d’intergravure. cc S. F.

d’Intelligence Technologique

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Dans cette montre, S2P a intégré l’électronique directement sur le substrat en plastique.

La technologie développée par la start-up S2P, qui permet l’intégration de l’électronique directement sur le substrat plastique d’une pièce, va permettre aux industriels de s’engager sur la voie de la plastronique en offrant des produits plus compacts et légers.

Sélectionné par le

une conductivité thermique faible (0,1–0,5 W. m-1.K-1). L’équipe de recherche a réussi à lier fortement les longues chaînes moléculaires de deux polymères de forte miscibilité : l’acide polyacrylique (PAA) et des brins courts de pipéridine de polyacryloyle (PAP). Le nouveau mélange possède une conductivité thermique de 1,5 W.m-1.K-1, qui pourra encore être améliorée en planchant sur sa conception, selon les chercheurs. Ce polymère pourrait avoir des applications dans la microélectronique ou le photovoltaïque. cc S. F.

DASSAULT ; P. GUITTET ; D.R.

cc EN BREF

TENDANCES

Matériaux La pérovskite bat tous les records Le+ Rendement optimisé

Environnement Des tests biologiques pour identiﬁer les composés toxiques Le+ Recherche facilitée

Le mélange tout à droite a obtenu le meilleur score.

Un rendement record de 20,1% a été obtenu en laboratoire avec une cellule photovoltaïque à base de pérovskite par le Korean Research Institute of Chemical Technology. La pérovskite est une famille de matériaux dont la struc-

ture cristalline combine des ions métalliques et des ions oxygènes. Les chercheurs ont mélangé une structure pérovskite qui donnait déjà de bons rendements –le bromide de méthyl-ammonium de plomb avec un composé perovskite similaire mais moins connu– l’iodide de formamidinium de plomb. Les chercheurs ont établi que le meilleur rendement était obtenu pour le mélange à 85% de formamidinium et 15% de méthylammonium. La cellule résultante a obtenu un rendement moyen de 18,4% sous une lumière de 100 milliwatts, et même un rendement record pour la ﬁlière de 20,1% de conversion de l’énergie lumineuse en électricité. cc P. P.

Nucléaire Un ﬁlm anticorrosion pour les centrales + Adaptabilité Le

Un film protecteur dit « d’amines filmantes » a été mis au point pour prévenir la corrosion interne des circuits secondaires des centrales nucléaires, a annoncé Areva. L’application du film crée un pelli-

culage entre l’eau et le métal du circuit secondaire, empêchant tout contact entre celui-ci et les agents corrosifs. L’ancrage de

cc EN BREF

la partie hydrophobe du ﬁlm s’effectue sur la surface métallique à protéger par le biais du principal site actif de l’amine : l’azote. L’extrémité non adsorbée, la partie hydrophile, peut adsorber à son tour des molécules d’hydrocarbures provoquant un accroissement de la barrière hydrophobe. Une couche épaisse et non adhérente se forme à la surface du matériau et bloque le processus de réduction de l’oxygène dissous, et donc la corrosion du métal. La technologie s’adapte à différents types de réacteurs et a déjà été éprouvée dans plusieurs centrales nucléaires à travers le monde. cc P. P.

Optique Des lentilles industrielles en saphir Le+ Résistance Morgan Advanced Materials démocratise l’usage des lentilles en saphir dans l’industrie pour remplacer les lentilles en verre dans Ces lentilles ont des les applications extrêmes. Fabriquées à partir d’un seul propriétés de résistance cristal d’oxyde d’aluminium, les plus elles sont transparentes élevées après le diamant. aux infrarouges et visibles aux rayons UV. Parmi tous les matériaux optiques, elles bénéﬁcient des propriétés de résistance les plus élevées après le diamant, et conservent toutes leurs propriétés mécaniques sur une large plage de températures, de la cryogénie (- 150 °C) à plus de 2 000 ºC, avec un point de fusion à environ 2 040 ºC. cm

D.R.

Ce ﬁlm protecteur est destiné aux circuits secondaires des centrales nucléaires.

Une méthode d’identiﬁcation de composés toxiques dans l’environnement, « l’analyse dirigée par l’effet », a été mise au point par une équipe de chercheurs du Laboratoire de physico et toxico-chimie de l’université de Bordeaux, de l’unité écotoxicologie in vitro et in vivo de l’Ineris à Verneuil-en-Halatte (Oise) et de l’Inserm de Montpellier. L’analyse dirigée par l’effet consiste à chercher des molécules ayant une incidence biologique dans un échantillon, en se basant sur des tests biologiques et non en cherchant directement une liste prédéﬁnie de molécules. cm

FÉVRIER 2015ccN°973

TENDANCES

QUOIQUE… cc JEAN-FRANÇOIS PREVÉRAUD jfpreveraud@industrie-technologies.com

Une nouvelle vision pour le conducteur lors que des générations de carrossiers ont essayé de réduire la largeur des montants de pare-brise pour minimiser les angles morts, Jaguar les transforme en écrans! Avec sa technologie 360 Virtual Urban Windscreenle constructeur affiche ce qu’ils masquent. Supprimer l’angle mort est une idée aussi vieille que le parebrise lui-même. Dès 1912, le carrossier Grégoire propose le Sous-marin, une conduite intérieure dont le pare-brise panoramique est constitué d’une plaque de verre plate agrémentée de petites vitres inclinées dans les angles. Nombreuses furent ensuite les études liées à l’aérodynamisme qui placèrent le conducteur au centre d’une surface vitrée à facettes ou incurvée pour améliorer sa visibilité, mais bien peu passèrent de la planche à dessins au prototype et encore moins furent commercialisées. La véritable innovation viendra de PanPanhard hard & Levassor avec la Panoramique en & Levassor lancent la 1933. Le montant de la baie y est scindé Panoramique en 1933. en deux fins pieds encadrant une petite vitre ayant la forme d’un quart de cylindre. Il faudra ensuite attendre la Citroën DS de Flaminio Bertoni en 1955 pour voir arriver une surface vitrée « sans angle mort ». Aujourd’hui les constructeurs trouvent plus d’intérêt à offrir des toits panoramiques en verre apportant de la lumière aux passagers que des pare-brise panoramiques offrant plus de visibilité au conducteur. Saluons donc l’initiative de Jaguar qui utilise la « high tech » pour résoudre ce problème. Plutôt que de supprimer les montants de pare-brise, il les équipe d’écrans affichant la vision d’une caméra placée à l’extérieur du montant. Celui-ci devient « transparent», sans nuire à sa résistance mécanique. Cette technologie pourrait même mettre en évidence piétons, cyclistes et véhicules « cachés ». Ainsi, les montants ne créeraient plus des angles morts, mais des angles de vigilance augmentée ! Et ça, c’est nouveau ! cm

Nanomatériaux Mesurer la qualité de l’air intérieur Le+ Sensibilité

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N°973ccFÉVRIER 2015

Un enregistreur portable de la qualité de l’air intérieur, dont la mesure sera obligatoire à partir de janvier 2015 dans les crèches et écoles maternelles, a été lancé en novembre par Ethera, une start-up de 23 personnes basée à Grenoble et Saclay. Nemo

incorpore, pour la mesure du formaldéhyde et du CO2, la technologie de mesure innovante et exclusive développée par Ethera, sous licence CEA/CNRS. Celle-ci repose sur l’utilisation de matériaux nanoporeux ultrasensibles, qui captent et stockent le formaldéhyde, tandis qu’un lecteur optique mesure la densité optique du matériau, dont la couleur est caractéristique des molécules captées et de leur teneur. Les performances de ces nanomatériaux sont comparables aux méthodes classiques comme la chromatographie. La mesure est faite toutes les dix minutes. Le capteur est capable de détecter des teneurs d’environ 5 ppb de formaldéhyde, la valeur repère de l’Anses à ne pas dépasser étant ﬁxée à environ 8 ppb. Les formaldéhydes, des composés organiques volatils toxiques, sont présents dans les colles, les moquettes, le bois et les agglomérés. cc P. P.

15 424

C’est le nombre de sites de 4G déjà mis en service en France. Dans l’Hexagone, trois bandes de fréquences permettent de fournir un service 4G : la bande 800 MHz, la bande 1 800 MHz et la bande 2,6 GHz.

D.R.

Retrouvez chaque mardi la chronique de Jean-François Prevéraud en vous abonnant à notre newsletter

Nemo mesure en continu le CO2 et le formaldéhyde de façon sélective.

TENDANCES

Acoustique Quand les ondes se propagent Ă lâ&#x20AC;&#x2122;envers

cc EN BREF

MatĂŠriaux Isoler avec des pectines Le+ ConductivitĂŠ thermique

Le+ FurtivitĂŠ

Ce mĂŠtamatĂŠriau, est constituĂŠ de microbilles de silicone poreux en suspension dans un gel Ă base dâ&#x20AC;&#x2122;eau.

CRPP

Un mĂŠtamatĂŠriau qui pourrait avoir des applications dans le domaine de lâ&#x20AC;&#x2122;imagerie ultrasonore et la furtivitĂŠ acoustique a ĂŠtĂŠ dĂŠveloppĂŠ par des chercheurs du Centre de recherche Paul Pascal (CNRS) et de lâ&#x20AC;&#x2122;Institut de mĂŠcanique et dâ&#x20AC;&#x2122;ingĂŠnierie de Bordeaux. Les scientiďŹ ques ont

imaginĂŠ un mĂŠtamatĂŠriau, en phase ďŹ&#x201A;uide, constituĂŠ de microbilles de silicone poreux en suspension dans un gel Ă base dâ&#x20AC;&#x2122;eau. Les milieux poreux

ont des vitesses de propagation du son trĂ¨s faibles, quelque dizaines de mĂ¨tres par seconde, alors quâ&#x20AC;&#x2122;elles sont de 1 500 mĂ¨tres par seconde dans lâ&#x20AC;&#x2122;eau. Dans ce mĂŠtamatĂŠriau, les chercheurs ont ĂŠtudiĂŠ la propagation des ondes ultrasonores et ont mesurĂŠ un indice de rĂŠfraction nĂŠgatif, câ&#x20AC;&#x2122;estĂ -dire que lâ&#x20AC;&#x2122;ĂŠnergie associĂŠe Ă lâ&#x20AC;&#x2122;onde se propage de lâ&#x20AC;&#x2122;ĂŠmetteur au rĂŠcepteur, tandis que les oscillations semblent reculer. cc S. E.

Tatiana Budtova et son ĂŠquipe du Centre de mise en forme des matĂŠriaux (Cemef) ont conĂ§u un aĂŠrogel superisolant Ă partir de polymĂ¨res polysaccharides Ă base de pectine. Cet agent gĂŠliďŹ ant utilisĂŠ pour les conďŹ tures, est prĂŠsent en grande quantitĂŠ dans les pĂŠpins et les zestes dâ&#x20AC;&#x2122;agrumes. Lâ&#x20AC;&#x2122;AĂŠropectine prĂŠsente plusieurs avantages : non toxique et biocompatible, mĂŠcaniquement ÂŤforteÂť et lĂŠgĂ¨re (masse volumique 0,05-0,15 g/cm3), elle est dotĂŠe dâ&#x20AC;&#x2122;une excellente conductivitĂŠ thermique. cm

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#JeSuisCharlie

Les dessinateurs de Charlie Hebdo assassinés le 7 janvier croquaient aussi la technologie. Pour leur rendre hommage, nous vous proposons de découvrir leurs dessins sur le sujet. n mois après la déferlante médiatique qui a suivi l’assassinat de douze personnes au siège de l’hebdomadaire satirique Charlie-Hebdo, puis d’une policière à Montrouge et de quatre otages dans un supermarché casher à Paris, est-il temps de passer à autre chose ? Fautil cesser de se dire «Charlie»? Recommencer comme si de rien n’était, et laisser l’actualité reprendre son cours? Chez Industrie et Technologies, nous ne le pensons pas. Mal-

encore aux conditions facilitant la libre parole. En guise d’hommage, nous avons choisi de publier sur notre site Internet une sélection de caricatures des dessinateurs assassinés et de couvertures de Charlie Hebdo – souvent caustiques, évidemment – consacrées à la science et à la technologie. Une façon de les saluer… et de continuer à rire. cm ccMURIEL DE VÉRICOURT mdvericourt@industrie-technologies.com

CHARLIE HEBO ; D.R.

gré la parution tardive de ce premier numéro après les événements survenus à partir du 7 janvier, l’équipe du magazine a souhaité manifester son émotion, et son attachement inconditionnel à la liberté d’expression et à la liberté de la presse, au droit souverain d’informer et de prendre parti. Son souhait, aussi, que tout ne reprenne justement pas trop vite «comme avant», mais que ces événements terribles donnent naissance à un regain de démocratie, à une attention plus marquée

N°973ccFÉVRIER 2015

CONSTRUIRE

L’AVENIR

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BLOG

#intermatparis

percevoir, traduire, communiquer

Les trois clés des objets connectés ccPAGE 24

Les dix français qui mettent de l’intelligence partout ccPAGE 25

Quand les capteurs jouent les organes sensoriels ccPAGE 28

Le fablab qui fait parler les tables ccPAGE 30

La tour de Babel de l’Internet des objets ccPAGE 32

Les objets parlent aux objets ccPAGE 34

Des données, pour quoi faire ? ccPAGE 36

EN COUVERTURE

Objets connectés Attention, usines à données

D. R.

Les objets connectés embarquent en leur sein des capteurs utilisant différents protocoles de communication, ici une puce NFC (sans-fil à courte portée et haute fréquence).

La miniaturisation des composants électroniques permet aujourd’hui de connecter des objets classiques : ampoules, thermostats, capteurs industriels, montres… Une tendance en plein essor, qui devrait encore s’accentuer dans les dix prochaines années. Dès 2020, le nombre d’objets connectés devrait atteindre les 80 milliards. De la surveillance des environnements industriels aux bâtiments et villes intelligentes, en passant par la domotique ou la vie quotidienne, les objets connectés concernent tous les secteurs et posent de nombreux défis technologiques. Les objets doivent pouvoir communiquer entre eux, de manière fiable et sécurisée. Les données qu’ils remontent doivent être stockées dans des environnements dédiés et enfin exploitées à travers des applis. Ainsi, le monde des objets connectés s’articule autour de plusieurs briques technologiques : capteurs, réseaux et protocoles de communication et outils de traitement de données. cm

février 2015ccN°973

EN COUVERTURE

Percevoir, traduire, communiquer Les trois clés des objets connectés Mesure de l’environnement par les capteurs, communication, traitement des informations : à chaque étape, son défi technologique.

e nos maisons aux unités de productions industrielles en passant par le sommet des volcans, les objets connectés sont partout. Ce sont des capteurs mais aussi des montres, des balances, des pneus, des thermostats et d’autres objets inventés pour des applications bien précises, comme Mother qui surveille la maison grâce aux « motion cookies» disséminés dans l’environnement. L’arrivée des objets connectés permet de prendre le pouls de l’environnement en temps réel. La miniaturisation de l’électronique –antenne et processeur– a permis de connecter une multitude d’objets du quotidien et de capteurs, mais de nombreux défis technologiques persistent.

Rendre les objets multi-sensoriels

L’omniscience: but ultime de l’Internet des objets? Si tel est le cas, les capteurs sont aux premières lignes pour collecter le savoir

brut. Depuis une quinzaine d’années, ils profitent de la miniaturisation des composants électroniques –poussée par l’industrie des smartphones – et du traitement des données qu’offrent la puissance de calcul et le cloud. La convergence de ces technologies permet aux concepteurs de développer de nouveaux usages et de rendre les capteurs polyvalents. Par exemple, la start-up Sevenhugs propose de mesurer la qualité du sommeil en couplant les informations envoyées par les capteurs de température, d’humidité et de mouvements. L’intelligence embarquée permet aussi aux capteurs de gagner en efficacité, comme dans les capteurs d’images développés par le CEA et équipés d’un système de prétraitement de l’information. Le système établit un tri à la source. Par exemple, si l’on veut seulement connaître le nombre de personnes dans une pièce, la caméra n’envoie pas l’image vidéo mais seulement le résultat du comptage.

Donner forme et sens aux données

Sans traitement d’informations, les objets connectés ne seraient pas plus utiles que des coquilles vides, maquillées de technologie. Les informations remontées par les objets doivent être analysées et traitées en vue de développer des applications. Pour gérer le big data, il existe des outils de business intelligence et des logiciels de traitement de données, qui rendent l’information intelligible et contextuelle. Pour exploiter au mieux ces données, des développeurs conçoivent des applications ergonomiques, pour tous les secteurs, industrie, transport, santé, sport.

Trouver un langage commun

Vous avez déjà eu l’impression de ne pas être sur la même longueur d’onde que votre interlocuteur? C’est un peu ce que ressent une ampoule qui essaie de parler en langage Zigbee avec un thermostat doté d’une connexion Wi-Fi… Pour rendre les objets interopérables, c’est-à-dire capables de communiquer les uns avec les autres, le consortium Open Interconnect Consortium, qui regroupe IBM, Cisco, Intel, Samsung et Dell, pousse des standards. Aujourd’hui, la plupart des objets passent par le smartphone, qui embarque plusieurs protocoles, lequel se charge d’envoyer les informations sur les serveurs. Selon un expert de chez Thales, Internet restera l’épine dorsale des objets connectés. cm

Cette analyse graphique représente l’échange de données entre objets.

N°973ccfévrier 2015

D. R.

ccSophie euStache seustache@industrie-technologies.com

ObjETs CONNECTés

Les dix francais qui mettent de l’intelligence partout

ccSophie euStache seustache@industrie-technologies.com

Sigfox l

netatmo

année de création : 2010

Secteur d’activité : opérateur télécom

La technologie UNB (ultra narrow bandwith – bas débit) s’adresse au marché des objets connectés. En théorie, le réseau Sigfox peut supporter cinq millions d’objets par bande de 200 kHz. Cette année, la start-up toulousaine a levé 50 millions d’euros pour déployer sa technologie aux États-Unis et en Asie.

Secteur d’activité : fabricant d’objets connectés

Avec ses applications, Netatmo vise le marché de la maison intelligente et de la santé. Son thermostat connecté permet de contrôler la consommation énergétique. La start-up française cible les marchés américain et européen. Sept pays européens utilisent déjà le thermostat.

Produit : thermostat, détecteur de fumée

Sen.se

année de création : 2008

Secteur d’activité : fabricant d’objets connectés

Lauréat de 3 prix « CES Innovation award » en 2014, pour « Withings Home » et la « caméra home », Withings destine ses objets connectés au grand public. Les objets sont développés en France et fabriqués en Chine. En 2013, la société a levé 23,5 millions d’euros auprès de Bpifrance.

année de création : 2009

Secteur d’activité : fabricant d’objets connectés

Connu pour avoir développé et commercialisé Nabaztag, le lapin connecté, la start-up Sen.se a développé une série de capteurs, couplés à une plateforme de gestion des données, pour connecter des objets du quotidien. Sen.se vise le marché de la maison connectée.

Produit : Mother

Produit : Withings Home, tensiomètre sans fil, montre, écoute-bébé

D. R.

année de création : 2011

Produit : réseau cellulaire dédié aux communications à bas débit

Withings l

février 2015ccN°973

EN COUVERTURE

Les dix francais qui mettent de lintelligence partout movea l

année de création : 2007

Secteur d’activité : traitement de données

Issue du CEA Leti, cette start-up développe des logiciels embarqués pour traiter les données issues de magnétomètres, de capteurs et d’accéléromètres. Ces technologies sont vendues en Europe, en Asie et aux États-Unis et équipent des raquettes de tennis pour l’analyse du mouvement et des équipements de rééducation.

année de création: 1988

Secteur d’activité : opérateur télécom

Orange se positionne sur les objets connectés. Fruit d’un partenariat avec Intratone, l’opérateur a développé un interphone connecté, en y intégrant une carte Sim pour un accès d’immeuble sécurisé. Orange travaille aussi sur la 5G, qui devrait en 2020 supporter le trafic généré par les objets connectés.

année de création : 2012

Secteur d’activité : fabricant de composants

Matooma est une société spécialisée dans les technologies MtoM. Elle a lancé il y a deux ans une carte Sim capable de rester connectée en permanence, puisqu’elle scanne de manière autonome les différents réseaux mobiles pour trouver le meilleur service. Matooma compte plus de 800 clients en France et à l’étranger.

Produits : carte Sim dédiée aux objets

Produit : Movea’s SmartMotion

orange

Hikob

année de création : 2011

Secteur d’activité : fabricant de composants

Spécialiste des réseaux de capteurs sans fil, Hikob développe des capteurs intégrés pour différents secteurs. Le transport, par l’observation et la mesure du trafic, l’ouvrage d’art, par l’alerte sur les mouvements et les vibrations, et les équipements industriels, par le monitoring des machines entre autres.

Produit : Hikob Wise Cow

Produit : interphone connecté

D. R.

matooma

N°973ccfévrier 2015

ObjETs CONNECTĂŠs

Stmicroelectronics l

annĂŠe de crĂŠation : 1987

Secteur dâ&#x20AC;&#x2122;activitĂŠ : fabricant de composants

Pour le marchĂŠ des objets connectĂŠs, la sociĂŠtĂŠ STMicroelectonics dĂŠveloppe des capteurs dĂŠdiĂŠs. Lors du CES, qui se tenait Ă Las Vegas lâ&#x20AC;&#x2122;an dernier, lâ&#x20AC;&#x2122;entreprise a prĂŠsentĂŠ un capteur de chaleur, qui permet de recharger la batterie au contact du corps, ainsi quâ&#x20AC;&#x2122;un capteur de proximitĂŠ.

Produits : capteurs de chaleur, NFC, Mems

crocus technology annĂŠe de crĂŠation : 2004 Secteur dâ&#x20AC;&#x2122;activitĂŠ : fabricant de composants

Issue du CEA Leti, cette start-up a dĂŠveloppĂŠ la technologie logique MLU qui sâ&#x20AC;&#x2122;intĂ¨gre dans des microcontrĂ´leurs sĂŠcurisĂŠs destinĂŠs aux objets communicants. Cette start-up grenobloise est aussi implantĂŠe aux Etats-Unis. Une joint-venture a ĂŠtĂŠ crĂŠĂŠe en Russie pour une unitĂŠ de production de tranches de 300 mm.

Produit : semiconducteur magnĂŠtorĂŠsistif (MLU)

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D. R.

fĂŠvrier 2015ccNÂ°973

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En CouvErturE

quand les capteurs jouent les organes sensoriels Pour extraire les données qu’utilisent et transmettent les objets connectés, ce sont les capteurs qui sont aux avantpostes. leur mission ? Collecter les informations que leur fournit leur environne ment. un travail qui nécessite intégration, autonomie et adaptabi lité, mais aussi de plus en plus d’intelligence.

’intelligence d’un objet connecté ne se limite pas à ses talents de communication. Encore lui faut-il avoir quelque chose à dire. Dans le processus de production de données pertinentes et originales, obtenues à partir d’informations collectées dans l’environnement, les capteurs sont un élément clé, qui comme le traitement des données, profite du formidable développement des téléphones portables depuis une quinzaine d’années. La convergence de la miniaturisation des composants électroniques et des possibilités de communication et de traitement des données qu’offre l’Internet des objets (IoT) stimule l’imagination des

concepteurs, qui trouvent de nouveaux usages aux capteurs existants. À l’exemple de la société Cityzen Sciences qui conçoit un T-Shirt connecté muni d’un électrocardiogramme, prévu pour 2015. La société a recruté une ingénieure chargée d’identifier des solutions qui s’adaptent à leurs besoins. «Nous voulons ajouter par la suite des capteurs pour mesurer la respiration, l’hydratation, ou encore l’actimétrie (le mouvement NDLR) des membres, énumère Imène Ait-Ali, docteur-ingénieur responsable R&D capteurs chez Citizen Sciences. La révolution qui nous permet d’imaginer tout cela, c’est la miniaturisation et l’optimisation de la gestion de consommation des capteurs,

suivre les polluants en continu

cc Miniaturisés,

ils détectent et alertent en temps réel

Les technologies des capteurs eux-mêmes sont aussi tirées vers le haut. Si les capteurs de mouvements et de géolocalisation continuent dans la lancée des vingt dernières années à se miniaturiser pour les besoins des appareils mobiles, d’autres secteurs prennent conscience des nouvelles

Formaldéhyde co2

c il

benzène

Le benzène, le formaldéhyde et le dioxyde de carbone (CO2) sont les trois molécules les plus ciblées. Le cstb travaille sur la détection des moisissures émettrices de composés organiques volatils (COV). D. r.

suffit de consulter la liste des lauréats des prix des techniques innovantes pour l’environnement 2014 du salon Pollutec pour s’en convaincre : la demande en capteurs miniaturisés et communicants pour surveiller l’environnement est en plein essor. Parmi les gagnants, on trouve ainsi une balise de surveillance en temps réel des moisissures conçue pour les établissements recevant du public par le Centre scientifique et technique du bâtiment, qui fait intervenir des dispositifs de microchromatographie gazeuse, ou encore un dispositif portatif d’analyse en continu de la qualité des eaux et des rejets industriels, développé par le Cealeti, reposant sur des systèmes micrométriques structurés sur silicium.

que nous pouvons aujourd’hui sortir de leur environnement naturel pour les intégrer à nos produits.» En outre, c’est grâce au couplage rapide des informations entre elles que permet l’IoT que des capteurs existants trouvent de nouvelles applications: ainsi la start-up Sevenhugs créée en janvier 2014 et présente au CES de Las Vegas mesure la qualité du sommeil en couplant les informations envoyées par les capteurs de température, d’humidité et de mouvements.

N°973ccFévrier 2015

objEtS ConnECtéS LES Cinq quaLitéS quE LES CaptEurS CuLtivEnt

La coMpacité

L’inteLLigence Le capteur Mems

L’enregistreur sans fil communicant

c tronics eletronic réduit encore la taille des capteurs mems en intégrant trois gyroscopes, trois accéléromètres et trois magnéto mètres sur une puce de 7 mm2.

L’autonoMie énergétique

La robustesse

La poLyvaLence

La caméra de surveillance

La balise d’observation

La caméra HD qui analyse aussi la qualité de l’air

c la balise Deep arvor de l’ifremer mesure la température, la salinité et le taux d’oxygénation des océans jusqu’à 3500 mètres de profondeur (360 bars) puis envoie les informations par gSm.

c À la différence d’une caméra classique, Butterfleye s’active uniquement en cas de besoin, en détectant un profil d’image, un mouvement ou la chaleur.

leti ; O. DugOrnay ifremer ; D. r.

c Oceasoft propose des capteurs (température, humidité, lumière, etc.) spécifi quement développés pour les communications de messages courts sur le réseau Sigfox dédié à l’iot.

possibilités qu’offre l’IoT pour les problématiques industrielles. C’est le cas en particulier du secteur de l’environnement. Celui-ci est très friand de capteurs électrochimiques ou biochimiques qui seraient capables d’alerter en temps réel sur les pollutions (voir encadré). Et ce, sans avoir à analyser des échantillons en laboratoire, suivant le principe des laboratoires sur puce développés pour le suivi de maladies. Un objectif qui implique de miniaturiser les capteurs existants comme les systèmes de chromatographie pour qu’ils soient mobiles, voire transparents pour l’utilisateur. Et aussi de les rendre capables de détecter le plus de composés toxiques à la fois. Plus polyvalent, un objet connecté peut intéresser un marché plus important, sans nécessiter de déclinaison. Un atout pour l’industrialisation, voire pour la démocratisation des technologies existantes, à l’instar des caméras développées par le CEA-Leti. « Nous travaillons sur des capteurs d’images pour lesquels nous rendons accessibles en prix et en taille des techno-

logies qui vont au-delà de l’infrarouge ou du visible, comme les rayons X ou gamma, explique Jean-Michel Goiran, chargé d’affaires IoT au CEA-Leti. cc Ils

sont capables de prétraiter l’information

En plus d’élargir les capacités de capture de la caméra, le CEA y intègre in situ un système de prétraitement de l’information. «Une intelligence embarquée nous permet d’extraire directement l’information pertinente sans avoir à envoyer l’information brute. Pour le captage des personnes par exemple, la caméra n’envoie plus l’image vidéo mais le nombre de personnes présentes dans la pièce.» Dans d’autres capteurs, une telle intelligence peut choisir à quel rythme transmettre l’information ou demander au capteur de s’éteindre lorsqu’elle juge qu’il n’est pas utile. Les avantages sont nombreux: désencombrement du réseau, respect de la vie privée mais aussi gain en énergie pour le capteur. L’intelligence consomme certes de l’énergie mais

c la caméra de Withings ne se contente pas de filmer, elle intègre également des microphones numériques et des capteurs environnementaux.

moins qu’il n’en est nécessaire pour transmettre l’information. En revanche, l’utilisation de l’information reçue en aval est alors restreinte par les choix du système de prétraitement, un choix problématique si l’électronique intégrée dans l’objet connecté n’est plus accessible ou reprogrammable. Il n’en reste pas moins que l’autonomie énergétique est l’élément clé qui permettra le développement d’objets connectés durablement intégrés, voire scellés dans leur environnement. Outre la gestion optimisée de l’énergie par une intelligence embarquée, les laboratoires travaillent sur la conception de récupérateurs thermoélectriques ou piézoélectriques capables de convertir les infimes variations des grandeurs physiques de leur environnement en énergie électrique, qui pourrait ensuite être stockable dans des batteries nanostructurées plates ou souples. La révolution des objets connectés, ce n’est pas que du logiciel! cm ccPhiliPPe Passebon ppassebon@industrie-technologies.com

Février 2015ccN°973

EN COUVERTURE

Le fablab qui fait parler les tables C’est une maison un peu particulière, bourrée d’électronique et d’intelligence, que le Centre d’innovation des technologies sans contact (CITC) propose de visiter à Lille depuis le mois de janvier. Dans la Smarthome 3.0, aux côtés d’un miroir magique ou d’une armoire à pharmacie intelligente est disposée une simple table basse. Simple? Industrie & Technologies est allé voir comment on construisait une table connectée, de la conception jusqu’à la fabrication.

ousser les portes d’une ancienne filature de 2 500 salariés, à Lille (Nord), réserve quelques surprises. Dans ces murs est en effet installé le pôle d’innovation technologique Euratechnologies où Capgemini, IBM ou l’Inria côtoient quelque 30 start-up en incubation et des laboratoires dont le Centre d’innovation des technologies sans contact (CITC). Ici, on teste ou on conçoit des objets connectés pour les adhérents du cluster « Internet des objets », qui comprend aussi bien des académiques que des entrepreneurs.

Le cerveau : une carte électronique

cc Une

table connectée à l’ensemble de la maison

ccphilippe passebon ppassebon@industrie-technologies.com

N°973ccfévrier 2015

Pour insuffler des capacités inédites à la table, ses concepteurs lui ont choisi un cerveau, une carte électronique raspberry Pi. ouverte comme les fameuses Arduino, mais plus puissante, la plateforme anglaise a été retenue par les techniciens du CITC pour y intégrer le lecteur nFC, l’émetteur bluetooth et l’adaptateur Wi-Fi.

P. GuITeT Pour InDuSTrIe eT TeChnoLoGIeS

Au rez-de-chaussée, à proximité des espaces de co-working, douze personnes s’activent dans un espace au rangement approximatif, au milieu d’outils en tous genres. Sur le sol, deux balances connectées se préparent à être testées, tandis qu’au fond d’une pièce, planches de bois et cartes électroniques attendent d’être assemblées. Le centre présente notamment au public une « smart home », véritable démonstrateur des technologies de l’habitat connecté développées au sein même du CITC. La troisième version inaugurée fin novembre 2014 comprend entre autres une table connectée. Une annonce pour un concert, posée sur cette table, déclenche dans la maison la diffusion d’extraits des musiques qui seront jouées lors de cet événement. Magie ? Spiritisme ? Pas tout à fait. Suivez pas à pas Industrie et Technologies pour comprendre comment ses concepteurs ont donné vie à cette table, en lui insufflant l’intelligence. cm

Boîtier intégré sous la table

ObjETs CONNECTés

L’intelligence : des algorithmes

À la différence d’une carte Arduino, le microprocesseur de la carte raspberry Pi permet d’exécuter un algorithme écrit en Python, à côté duquel deux modules gèrent l’envoi de flux vers les enceintes et l’interface avec un site de streaming de musique en ligne.

La bouche : un émetteur bluetooth La communication de l’émetteur bluetooth, qui peut être perturbée par la proximité de certains matériaux ou d’autres objets communicants, est testée avec un analyseur réseau et des antennes Yagi, qui mesurent la puissance du signal émis dans une direction précise.

Le résultat : l’objet prend vie

Tag nFC

Le boîtier lit, grâce à un smartphone, une urL dans le tag nFC collé entre deux couches du papier du tract. Le boîtier récupère la musique en ligne par connexion Wi-Fi, puis la transmet par bluetooth aux enceintes.

P. GuITeT Pour InDuSTrIe eT TeChnoLoGIeS

L’enveloppe : un boîtier

Les différents composants électroniques sont regroupés dans un boîtier imprimé en 3D par une replicator II. Celui-ci pourra être intégré discrètement sous la table.

février 2015ccN°973

EN COUVERTURE

la tour de Babel de l’Internet des objets

igbee, RFID, Wi-Fi, Bluetooth, réseaux bas débits, 2G, 3G… au pays des objets connectés, les dialectes sont légion ! Pour faire face à la diversité de ces protocoles, les grands noms de l’électronique grand public travaillent à la normalisation. À travers le consortium Open Interconnect Consortium, IBM, Cisco, Intel, Samsung et Dell promeuvent des standards relatifs aux protocoles de communication des objets connectés, pour les rendre interopérables. « Concernant la communication des objets connectés, on a quatre méthodes. Le Bluetooth, par lequel l’objet se connecte au smartphone pour trans-

QUEl laNgagE paRlENT-ils?

Plusieurs protocoles existent pour faire communiquer les objets, du Bluetooth aux réseaux mobiles en passant par le RFID ou le Zigbee, un protocole à basse énergie.

N°973ccFévrier 2015

cc Des

réseaux de capteurs intégrés

Autre solution pour faire communiquer les objets : développer des réseaux de capteurs (caméras, micros, radars, thermosenseurs), émettant les données via des liaisons sans fil. « On s’en sert pour surveiller l’environnement (feu de forêt, zone sismique, activité volcanique), mais

CAC (Crypto accoustic credential) NFC

RFID

le pneu, équipé d’une puce RFID envoie au tableau de bord du véhicule les informations relatives à sa pression, à sa température, et toutes les données d’identification.

mettre ses données sur un serveur. Le WiFi, qui permet à l’objet de communiquer via la borne. Les réseaux bas débits comme Sigfox et Lora et enfin les réseaux mobiles de types 2G et 3G », détaille Frédéric Salles, PDG de Matooma, une société spécialiste des technologies dites MtoM, entre machines. Certains réseaux ont été développés spécialement pour les besoins de l’Internet des objets. C’est le cas de Sigfox, un opérateur qui propose un réseau bas débit. Selon Sigfox, la connectivité des télécoms n’est pas adaptée aux objets connectés, qui n’envoient que des messages à bas débits et n’ont donc pas besoin de réseau 3G ou encore 4G. D’où l’idée de

se servir de l’ultra narrow band (UNB), une technologie utilisée dans les sous-marins pendant la Seconde Guerre mondiale pour envoyer des messages sur de longues distances, rendue compatible avec les objets connectés via des modems. Cette technologie, qui transmet de 10 bit/s à 1 Kbit/s, bénéficie d’une sensibilité capable de transporter les données sur une distance allant jusqu’à 40 km et de communiquer avec des équipements enfouis.

D. R.

Grâce à la miniaturisation de l’électronique, des processeurs et des antennes, connecter des objets qui ne sont pas conçus pour échanger de l’information devient possible. Des montres aux capteurs industriels en passant par les technologies domotiques, chacun développe son propre langage. Faire communiquer entre eux ces différents protocoles relève de la gageure.

Bluetooth

RFID la serrure se contrôle depuis un terminal mobile, à travers plusieurs technologies de communication et d’authentification.

Mamy Ravelojaona

ObjETs CONNECTés

Alten

La 2G pourrait être le réseau idéal Est-il difficile de faire communiquer entre eux les objets connectés ? M. R. : Les métiers historiques, comme la gestion

du bâtiment, ont leur propre protocole. Chez Alten, nous les aidons à développer des box pour récolter des données et faire communiquer différents protocoles propriétaires.

ccparcours

Mamy Ravelojaona est responsable marketing opérationnel du Pôle SI, réseaux et télécoms chez Alten, depuis 2006. Il démarre sa carrière chez Alten en 1998, en tant que consultant IT après avoir suivi des études d’ingénieur à l’école supérieure d’électricité.

La 5G promet d’être le réseau des objets connectés. Qu’en pensez-vous ? M. R. : Les promesses de la 5G ciblent un usage

industriel mais dans la réalité on a deux générations : les réseaux d’équipementiers historiques, qu’il faudra connecter par d’autres technologies, et les objets connectés récents. Mais il faut aussi se demander si la nature et le volume de données rend la 5G indispensable. Si ce n’est pas le cas, autant se décharger sur des générations de réseaux déjà bien amortis. Ainsi, la 2G pourrait être le réseau des objets connectés, puisqu’en Europe, on n’a pas la culture d’éteindre des réseaux. Quelles sont les solutions pour sécuriser ces communications ? M. R. : La sécurité dépend de la criticité de la don-

née. On peut opérer une sécurisation en amont, en chiffrant la donnée avant envoi. Par ailleurs, la plupart des protocoles d’échanges sont correctement sécurisés.

wI-FI Bluetooth

les réseaux de capteurs peuvent aussi servir de relais en tant qu’entité radio », souligne Nathalie Mitton, chercheuse à l’Inria. La clé de ces réseaux de capteurs reste dans l’intelligence embarquée. Le capteur doit calculer – grâce à des algorithmes d’auto-organisation – le meilleur relais pour transmettre l’information. cc Prévoir

la protection des données

Pour faire communiquer les objets, la société Matooma a développé une carte SIM universelle. « Nous avons fait le choix des technologies mobiles : 2G et 3G. On retrouve cette infrastructure dans tous les pays. » Au-delà de l’universalité des infrastructures, les réseaux 2G et 3G présentent aussi l’avantage de pouvoir supporter une large variété de données. « Il faut également que l’objet puisse transmettre de la voix et du SMS. Par

exemple, quand on est dans le monde de la surveillance, il faut que la personne qui reçoit une alerte puisse entrer en communication avec l’émetteur », détaille Frédéric Salles. Assurer la fiabilité des communications entre objets ne suffit pas, l’Internet des objets doit aussi intégrer des technologies de sécurité, pour protéger les données transmises. « Aujourd’hui, ce qui manque, c’est une sécurisation de bouten-bout », estime Raymond Wei, directeur des architectures logicielles chez Thales. « Il faut rendre les données anonymes et les chiffrer pour assurer une authentification et assurer l’intégrité de la donnée dans le cloud ». Matooma, pour sa part a choisi d’intégrer la sécurité dans sa SIM. « Une carte SIM n’a pas d’adresse IP fixe, donc n’est pas visible depuis Internet. » Les objets connectés par la SIM de Matooma échappent ainsi au regard de Shodan, le moteur de recherche des hackers, qui répertorie tous les objets connectés à l’Internet. Une façon efficace de s’assurer que ce que « dit » l’objet, quelle que soit sa façon de s’exprimer, ne pourra pas être entendu par n’importe qui ! cm ccsophie eustache seustache@industrie-technologies.com

Bluetooth 3g

CoMMuNICAtIoN sANs-FIl ultRA-low poweR

ZIgBee

D. R.

gps

la voiture connectée combine plusieurs protocoles de communication, ce qui permet de faire de la maintenance à distance par exemple.

la smart Bulb de Samsung est une ampoulée LED connectée, qui peut être contrôlée à distance via le protocole ZigBee ou Bluetooth.

Cet enregistreur de données de température a une communication sans fil et une portée de 300 mètres. Février 2015ccN°973

EN COUVERTURE

Les objets parlent aux objets Ils se diffusent à toute vitesse, et ce n’est pas près de s’arrêter. Les objets intelligents représentent un marché prometteur. Déjà présentes dans les cartes bancaires, les voitures et les montres intelligentes, les technologies de communication sans ﬁl rejoignent un nombre croissant de capteurs et de produits.

Une croissance exponentielle AUJOURD’HUI

OBJETS

Non connectés

99,4 %

Connectés 0,6 %

milliards

200

C’est le nombre d’objets que nous utilisons qui pourraient encore être connectés.

DEMAIN

2020

Une croissance de

Objets grand public 85 %

Terminaux mobiles (tablettes, smartphones)

11%

2020

+40 % Objets connectés

+22 % Terminaux mobiles

milliards d’objets connectés (tous secteurs confondus)

MtoM

(domotique, automates industriels)

+16 %

C’est le volume mondial de données qui seront produites en 2020.

N°973ccFÉVRIER 2015

Ce marché générera un chiffre d’affaires de

11,5 milliards de milliards d’euros

sur 10 ans

MtoM 2010

44 000 milliards de gigaoctets

2022

01101000110101101101 00011010110110100011 01011011010001101011 01101000110101101101 00011010110110100011

2013

35 %

proviendront de l’Internet des objets

OBJETS CONNECTÉS

Une évolution qui touche tous les secteurs

401 milliards d’euros Économies

1. L’industrie +2 400 %

16 milliards d’euros

-12 %

-30 %

d’interventions de maintenance prédictive

Des coûts

-70 %

2012

2020

De pannes

Investissement dans l’Internet des objets industriels dans le monde

2. La santé

100 000 2017

20 milliards d’euros C’est

Applications santé et bien-être dans le monde

le marché mondial de l’e-santé

20 000 2012

2013

3. Les villes intelligentes Un marché mondial en croissance

+230 % 2020

2020

6 milliards d’euros

1 Français sur 2 possédera un compteur intelligent

2014

240

Nombre de villes connectées et intelligentes en France et en Europe

Les Français sont demandeurs Pourquoi les Français utilisent des objets connectés ?

Dans quels domaines souhaitent-ils qu’ils se développent ? 64 % La santé

Pour faciliter leur vie de tous les jours 23 % Pour surveiller leur santé 20 % Pour se déplacer 20 % Pour se protéger 14 % Pour suivre leurs performances sportives 9 %

60 % La sécurité 30 % La maison connectée 22 % La mobilité 6% Le sport

SOURCES : CISCO, ACCENTURE, LE FIGARO, SYNTEC NUMÉRIQUE, GARTNER

ccSOPHIE EUSTACHE seustache@industrie-technologies.com

cc INFOGRAPHIE GÉRARD QUÉVRIN gquevrin@industrie-technologies.com

FÉVRIER 2015ccN°973

EN COUVERTURE

Des données, pour quoi faire ? Choisir le bon protocole, réfléchir en amont aux usages, sécuriser : voici le triptyque pour gérer les quantités de données considérables provenant des objets connectés qui devront être traitées et analysées en temps réel.

omment traiter les milliards de données générées par l’Internet des Objets (IoT)? Comment éviter une paralysie, les bugs à répétition? Et surtout, comment assurer une robustesse des systèmes afin de sécuriser ce nouveau monde? Au-delà des aspects marketing du développement spectaculaire qu’on promet au «marché» de l’IoT, voilà les questions que se posent tous les acteurs de la chaîne. Clairement, l’IoT va bouleverser le métier des industriels, puisque ces capteurs se trouvent au plus près de l’utilisateur final et permettent de remonter et d’analyser de précieuses informations sur leur comportement. Tous les secteurs sont ou seront concernés: industrie informatique classique, banque et assurance, industries traditionnelles.

Dans le monde de l’IoT, l’un des changements majeurs auxquels les entreprises ont à faire face est le caractère peu structuré des événements, à l’inverse du monde de l’informatique d’entreprise, qui travaille de façon normalisée avec le SQL (Structural Query Language). cc D’énormes

flux de données transmis en continu

« Dans le monde du big data, il faut s’autoriser à relâcher un peu les règles de cohérence très rigides du SQL », lance François Bourdoncle, consultant et membre de la commission Innovation 2030 sur le big data (voir interview). Un capteur embarqué sur une voiture va transmettre en continu et en temps réel un énorme flux de données qu’il faut en permanence syn-

chroniser. Du reste, dans ses data centers, Google utilise des horloges atomiques pour effectuer cette synchronisation. Par exemple, une flotte automobile peut générer plusieurs dizaines de millions d’événements par jour. Et dans un système de comptage de flux de personnes, via les smartphones, les volumes se comptent en millions par minute. « Il est donc indispensable de bien réfléchir à l’usage que l’on veut faire de cette masse de données pour trouver un mode de connexion économe en énergie et qui ne coûte pas trop cher », souligne Olivier Ondet, directeur marketing d’Orange Application for business, la division où sont logées les activités IoT et big data d’Orange avec plus de 500 personnes. Et surtout, cette réflexion doit intervenir en amont.

Sigfox joue la carte de l’IoT low cost par objet et par an », précise Thomas Nicholls, directeur marketing de Sigfox. Une solution bien adaptée aux petits objets qui communiquent peu et ne nécessitent pas de gros débit, par exemple des alarmes d’intrusion ou des capteurs de vannes. Un objet connecté avec Sigfox peut ainsi émettre jusqu’à 140 messages de 12 octets par jour.

Sigfox a opté pour un réseau d’antennes opérant sur une fréquence très étroite.

D. R.

c Cette start-up a trouvé le bon filon. Pour aider les entreprises à traiter les millions de données générées par leurs objets, Sigfox a opté pour un réseau de 1 500 antennes en France, opérant sur une fréquence gratuite (ISM), très étroite, afin de réduire le coût et surtout la consommation d’énergie. « Nous proposons des solutions qui coûtent quelques euros

N°973ccfévrier 2015

ObjETs CONNECTés

Les data centers devront faire face à l’explosion de données générées par l’Internet des objets (IoT) , qu’il faudra traiter et analyser en temps réel.

Le mode de traitement guide le choix du protocole ccHTTP (HyperText Transfer Protocol)

Avec sa version HTTPS sécurisée, il sert à la communication client-serveur. Mais il n’a pas été conçu spécifiquement pour l’IoT et s’avère très énergivore. ccMQTT (Message Queuing Telemetry Transport)

Ce protocole de messagerie type Pub/Sub à bas coût est parfait pour relier des capteurs ne nécessitant pas une large bande passante, ou pour le MtoM.

À l’évidence, ce ne sont pas les protocoles qui manquent. De très nombreux sont apparus à partir de la fin des années 90 et au début des années 2000. C’est la façon dont on souhaite utiliser les données qui doit déterminer l’adoption de tel ou tel d’entre eux. L’ «ancêtre», http reste le plus utilisé, avec sa couche de sécurisation Transport Layer Security (TLS). Il permet d’authentifier un serveur et de garantir la confidentialité et l’intégrité des données échangées. « Mais il y a de nouveaux protocoles plus dédiés à l’IoT, sur lesquels nous avons encore peu de recul », remarque Antoine Rizk, vice-président en charge des programmes d’Axway, un spécialiste de la gouvernance des flux de données, qui a essaimé du groupe Sopra. « Nous aidons nos clients à monitorer ces flux, par exemple, à déterminer qui envoie, à qui, et quoi », ajoute-t-il.

logiciels embarqués dans les objets

CoRbIS

cc Des

Toutefois, dans l’IoT, l’aspect coût et consommation d’énergie sont cruciaux. D’où l’apparition de protocoles permettant de traiter des objets ne nécessitant pas un gros débit, et donc peu gourmands en énergie. Ils ont pour nom CoAP, MQTT ou Zigbee. L’opérateur Sigfox s’en est fait une spécialité. CoAP fonctionnant sur UDP par exemple, est bien adapté aux objets du type microcontrôleur sur une machine ou une vanne, ayant peu de mémoire, et pour lesquels un protocole comme http aurait été trop lourd. Dans ce cas, le nombre d’événements remontés n’atteint pas de chiffres astronomiques.

De même, « le protocole MQTT est adapté aux messages légers, et aux clients qui ne sont pas connectés en permanence. Le domaine du véhicule connecté, par exemple, s’y intéresse », souligne Antoine Rizk. Pour les applications domotiques, Z-wave, qui est optimisé pour les faibles bandes passantes, est le candidat idéal. Désormais, la problématique pour les entreprises est d’utiliser de façon optimale ces outils. «La grande question que toutes se posent est comment faire de cette révolution un levier d’amélioration de la performance», ajoute Philippe Méléard, vice-président de Sogeti High Tech (Capgemini). La SSII a développé depuis trois ans des plates formes logiciels qui permettent d’extraire des données d’IoT ou de rendre connectés des objets. « Nous les aidons à la fois à homogénéiser la gestion de leurs données, et à structurer les datas», ajoute Philippe Méléard. Par exemple, dans l’aéronautique, ces technologies permettront de réaliser de la maintenance prédictive, car les capteurs vont transmettre des données en permanence pendant le vol et non plus une fois l’avion posé. Surtout, la nature de ces datas sera beaucoup plus consistante : tous les paramètres dans l’utilisation des équipements à bord peuvent être traités et analysés. Un groupe comme Safran travaille activement sur ces sujets. Chez Orange, on va plus loin puisque le groupe développe des logiciels embarqués dans les objets, mais aussi leur « miroir», c’est-à-dire des logiciels qui tournent dans les plates formes cloud. Grâce aux technologies de l’IoT, ces systèmes permettent d’extraire des informations plus précises.

ccZigBee

Destiné à la communication courte distance, il est bien adapté à l’internet des petits objets (en domotique par exemple). Il est deux à trois fois moins cher que bluetooth ccXMPP (Jabber)

Idéal pour les architectures décentralisées d’échanges de données entre applications, dans le cadre du cloud, il a notamment été adopté par Apple, Google ou Facebook. ccCoAP (Constrained Application Protocol)

Proche d’http, il a été conçu pour être facile à analyser par des programmes tournant sur de petites machines. Il est adapté aux petits objets connectés, nécessitant peu de mémoire et consommant peu d’énergie. ccProToColes sPéCiAuX

développé par JP Morgan Chase, AMQP (Advanced Message Queuing Protocol) standardise les échanges entre serveurs, avec un système de file d’attente et de routage point à point. DDS (Data Distribution Service) s’adresse principalement aux industries manipulant des données complexes.

La consommation de carburant d’une flotte de véhicules peut ainsi être mesurée en temps réel, au lieu d’être décomptée le soir au moment de son retour au garage. Pour Olivier Ondet, «il faut faire en sorte que le traitement des données ait du sens: on va géolocaliser un véhicule pendant les heures de travail, mais pas forcément après. Il faut pouvoir laisser de côté des critères non pertinents». Histoire de ne pas noyer le sysfévrier 2015ccN°973

EN COUVERTURE

Des trains auscultés en temps réel TransporT

Grâce à son système « Train Tracer », Alstom Transport surveille à distance l’état de santé de ses trains.

Souvent placé au niveau des armoires électroniques, le boîtier de communication est relié par câble à une antenne sur le toit et envoie les données aux serveurs au sol par connexion Internet.

tème sous une masse d’informations inutiles. Si besoin est, le système peut anonymiser les données, un point sensible dans le traitement des datas de l’IoT pour la Commission nationale de l’informatique et des libertés (Cnil). Autre exemple, dans l’assurance automobile, des solutions de paiement au nombre de kilomètres parcourus commencent à se développer, par exemple par la société Amaguiz. Les données sont transmises via un boîtier embarqué dans le véhicule. Drive Profiler, le partenaire d’Amaguiz, récolte les données brutes, les retraite, puis les transmet à l’assureur en fonction de ses besoins.

l’accès à l’objet et la confidentialité des données

ccAlsToM AlsToM TrAnsPorT en BreF ccLE PROBLÈME

AUTOMATISER LA RÉCOLTE DES DONNÉES

Avoir une vue globale de l’ensemble des flottes est un enjeu important pour Alstom Transport. Bien que les trains soient de plus en plus équipés de calculateurs capables de détecter le moindre défaut et de les enregistrer, un problème persistait : la récolte des données. « La façon classique de travailler, c’est qu’un opérateur se connecte, train par train, aux calculateurs avec son ordinateur portable et lance un programme de récupération des enregistrements, pour ensuite tout transférer sur la base de données au centre de service » explique Jean Protch, responsable R&D dans la division maintenance. Avec cette méthode est donc relativement difficile d’anticiper une panne.

N°973ccfévrier 2015

Alstom possède 90 sites et compte plus de 28 000 employés. Le chiffre d’affaires de sa division transport était de 5,9 milliards en 2013, dont la moitié en vente de train et 19 % en services.

ccLA SOLUTION

DES TRAINS CONNECTÉS À INTERNET

En décembre dernier, Alstom Transport a déployé en Pologne un Pendolino – train pendulaire pouvant circuler à grande vitesse sur tout type de voies – équipé d’un système de communication sans fil baptisé « Train Tracer » entre le train et le serveur au sol. Côté train, il s’agit plus exactement d’un boîtier qui reçoit, par connexion filaire, toutes les données des calculateurs. Grâce à sa carte sim embarquée, il envoie par Internet en temps réel les problèmes remontés par les capteurs vers les serveurs.

ccLE RÉSULTAT

UNE SUPERVISION COMPLÈTE ET PRÉCISE

Ce système, et d’autres du même type déployés sur ses flottes, permet une supervision complète et précise (géolocalisation, défauts, pannes). Ce qui permet d’anticiper les pannes et de diminuer le nombre d’opérations de maintenance. La multiplication de ces systèmes embarqués rend toutefois difficile l’obtention d’une vision globale. Pour le moment, les agents envoient des requêtes dans la base de données permettant de trier ces informations. Les équipes d’Alstom travaillent sur le traitement automatique des données, en développant des algorithmes qui, une fois combinés, offrent plus de précision sur les trains. cm cc séVerine FonTAine sfontaine@industrie-technologies.com

Ne traiter que le strict nécessaire est un des enjeux pour le monde du cloud. Il existe maintenant des algorithmes capables de trouver rapidement la bonne information parmi des milliards de données. «C’est un peu comme chercher une aiguille dans une botte de foin », souligne Olivier Ondet. Orange s’en est d’ailleurs fait une spécialité. Pour les très gros flux de données (plusieurs millions d’événements par minute), le groupe a développé des algorithmes de fluxvision qui permettent d’analyser statistiquement des données du type géo-marketing, flux de personnes. Par exemple, les touristes dans un département donné. Les plates-formes de l’IoT existantes sont généralement techniquement fiables. Reste maintenant la question de la sécurité. Plus l’IoT se développe et plus elle devient cruciale. Exemple, Axway a travaillé avec BMW pour gérer l’authentification du conducteur quand celui-ci utilise les services connectés à bord. «Là on travaille principalement avec les applications des smartphones», ajoute Antoine Rizk. La sécurité revêt un double aspect: il y a la sécurisation des accès à l’objet lui-même et la confidentialité des données, notamment dans le cloud. Cela renvoie à la question de la gouvernance de l’IoT (qui a accès, à partir d’où, etc.), qui a les droits, comment authentifier. Pour Raymond Wei, directeur architecture de la branche Systèmes d’information et communications sécurisés de Thales,

ALSToM ; D. R.

cc Sécuriser

ObjETs CONNECTĂŠs

ccFranĂ§ois BourdoncLe fondateur du cabinet fb & cie, membre de la commission innovation 2030 sur le big data

ÂŤ Lâ&#x20AC;&#x2122;internet des objets est la troisiĂ¨me phase de la rĂŠvolution numĂŠrique Âť ÂŤ Lâ&#x20AC;&#x2122;internet des objets bouleverse lâ&#x20AC;&#x2122;industrie. Les acteurs informatiques du SQL, dâ&#x20AC;&#x2122;abord, doivent sâ&#x20AC;&#x2122;adapter et investir pour rattraper leur retard car dans le monde des IoT, le systĂ¨me travaille en temps rĂŠel avec un flux continu de donnĂŠes. Lâ&#x20AC;&#x2122;approche transactionnelle de SQL nâ&#x20AC;&#x2122;est pas adaptĂŠe au flux important de requĂŞtes temps rĂŠel sur les systĂ¨mes du monde de lâ&#x20AC;&#x2122;IoT. Dâ&#x20AC;&#x2122;oĂš lâ&#x20AC;&#x2122;ĂŠmergence des nouvelles approches dites ÂŤNoSQLÂť. Au-delĂ , toutes les industries et les services sont concernĂŠs. De lâ&#x20AC;&#x2122;assurance automobile ou mĂŠdicales, aux industries plus traditionnelles comme la construction, lâ&#x20AC;&#x2122;aĂŠronautique ou le textile. Nous allons assister Ă un basculement matriciel: dâ&#x20AC;&#x2122;une logique verticale (secteur par secteur) on passe Ă une organisation plus transversale, oĂš lâ&#x20AC;&#x2122;industriel, grĂ˘ce aux IoT, va pouvoir se rapprocher de son client final, du prescripteur. Une vraie rĂŠvolution. Lâ&#x20AC;&#x2122;IoT est une tendance de fond, câ&#x20AC;&#x2122;est la troisiĂ¨me phase de la rĂŠvolution informatique, mais avec le potentiel des deux premiĂ¨res phases rĂŠunies. Âť

R. DAUTIGNY

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ÂŤla question de la sĂŠcuritĂŠ dans les IoT nâ&#x20AC;&#x2122;est pas encore stabilisĂŠe sauf dans les couches basses, celles de la transmission Âť. Mais comme les objets connectĂŠs utilisent aussi des technologies grand public dans les protocoles de traitement, les protocoles de sĂŠcuritĂŠ sont loin dâ&#x20AC;&#x2122;ĂŞtre au mĂŞme niveau. Et ainsi, un intrus peut se faire passer pour lâ&#x20AC;&#x2122;objet, en prendre le contrĂ´le, voire dialoguer avec dâ&#x20AC;&#x2122;autres objets. Pour y remĂŠdier, il faudrait que chaque objet ait son identitĂŠ propre avec un systĂ¨me de vĂŠrification. Autant dire quâ&#x20AC;&#x2122;un immense chantier attend les acteurs de lâ&#x20AC;&#x2122;IoT. cm cc guillAuMe leCoMPTe-BoineT redaction@industrie-technologies.com

fĂŠvrier 2015ccNÂ°973

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ProDUITS

AgroAlimentAire Une ﬁlière en pleine numérisation

es manifestations sur le sujet de la transformation numérique dans le secteur agroalimentaire s’enchaînent à toute allure. En octobre, le salon de l’agroalimentaire (Sial) accueillait pour la première fois les débats Foodies 2.0, pour découvrir les dernières tendances du Web social. Le mois suivant, la conférence parisienne « Food is social » voulait « bousculer le monde de l’agroalimentaire et du digital ». En décembre, le colloque « révolution digitale agroalimentaire » se tenait à Rennes à l’initiative du pôle de compétitivité Valorial, dédié à l’aliment de demain. Faut-il voir dans cette effervescence le besoin de combler un supposé retard des industries agroalimentaires sur le terrain du numérique ?

« Les pratiques des consommateurs sont en train de se modifier en profondeur, par l’usage des outils numériques à leur disposition. Le secteur de l’agroalimentaire s’interroge comme les autres », rétorque Jean-Luc Perrot, directeur du pôle de compétitivité Valorial. cc Les

automates intelligents pour un meilleur contrôle qualité

« Si on peut avoir une impression de retard, c’est parce que notre secteur est très éclaté, contrairement à d’autres qui comptent peu d’acteurs, comme l’automobile », justifie Arnaud Bessard, directeur de la communication de l’Association nationale des industries agroalimentaires (Ania). Le premier secteur industriel en France compte en effet plus

de 11 800 entreprises, dont 97 % sont des PME, et couvre des domaines très variés (viandes, poissons, fruits et légumes, produits laitiers, confiserie, boulangeriepâtisserie et pâtes, aliments pour animaux, fabrication de boissons). Après une première vague d’automatisation, l’industrie agroalimentaire continue à rester attentive aux innovations susceptibles de produire de la valeur ajoutée. Le contrôle qualité peut ainsi bénéficier des apports de l’intelligence logicielle couplée, par exemple, à des automates munis de caméras pour détecter les corps étrangers dans les contenants. En parallèle, des robots plus évolués sont en train d’arriver, notamment dans le secteur des viandes. Parmi les objectifs, la réduction de la pénibilité du travail. L’abattoir

D.R.

Constitué à 97% de PME, le secteur agroalimentaire a longtemps été considéré comme peu numérisé. Une situation que les professionnels prennent à bras le corps. Puces RFID, automates et robots intelligents entrent dans les usines, tandis que producteurs et consommateurs tissent leurs liens sur les réseaux sociaux.

DES oUTILS PoUr ToUS LES GoÛTS

LE ROBOT DE DÉCOUPE

L’IMPRIMANTE 3D

c L’entreprise Charal teste le robot

c Le biscuitier Poult, qui travaille pour des marques distributeurs

et internationales, a acquis une imprimante 3D Makerbot Replicator 2. Elle sert, à la fin des ateliers de créativité organisés avec les entreprises clientes, à numériser les moules, les biscuits, ou les emballages imaginés, à en obtenir en quelques minutes une réplique fidèle. fidèle.

D.R.

de découpe Drimb de la société Alci. Équipé de caméras, le robot numérise en 3D le muscle à découper. Grâce à son programme d’intelligence artiﬁcielle, il s’adapte à chaque pièce, calcule la meilleure façon de découper chaque tranche, dans le respect du cahier des charges de l’entreprise, avec un minimum de perte, et de manière autonome.

N°973ccfévrier 2015

Les grands crus protégés

c Placée sur le col de la bouteille, la puce RFID conçue

par WID est une clé de sécurité pour chaque bouteille. Un simple scan de la puce avec un smartphone permet d’authentiﬁer le vin et de s’assurer de sa traçabilité.

Holvia Porc, à Laval (Mayenne), va accueillir un projet développé par l’organisme de recherche CEA Tech et soutenu par la région Pays de la Loire : un « cobot », un robot collaboratif. Sans remplacer l’opérateur, le cobot l’accompagne dans ses gestes en démultipliant son effort, à la manière d’un exosquelette. Il servira dans une tâche très physique, l’arrachage des pannes (la panne est la couche grais-

seuse adhérant aux parois de l’abdomen du porc). En logistique, les puces RFID sont déjà répandues. La nouvelle génération de puces, équipées en plus de capteurs comme un thermomètre, trouve de nouvelles applications, comme la surveillance de la chaîne du froid pour les produits périssables. D’autres détails révèlent le changement en cours. Comme la création par le

LE RÉSEAU SOCIAL INTERNE

WID ; D.R.

c La société Pernod-Ricard a déployé

en interne le réseau social d’entreprise Chatter, de l’éditeur Salesforce.com. Objectif : stimuler l’innovation en permettant aux 18 000 collaborateurs à travers le monde de se connecter et de communiquer plus facilement entre eux, au travers de groupes. Chaque mois, environ 25 % des collaborateurs sont des contributeurs actifs.

groupe Danone, en 2011, d’un poste de « responsable de la transformation digitale ». Début 2014, le leader des produits laitiers a lancé Digital for all, une plateforme d’e-learning pour ses collaborateurs équipés d’un ordinateur (40 000 sur 100 000 salariés). Six modules auxquels les employés s’inscrivent librement couvrent la création et la diffusion de contenu numérique, le travail collaboratif, les réseaux sociaux, la protection de ses données, la veille. La société PernodRicard a quant à elle mis en place un réseau social d’entreprise afin de stimuler l’innovation. cc Le

marketing digital pour satisfaire les clients

Mais c’est sur le terrain du consommateur que l’agroalimentaire a tout à gagner à prendre le virage du numérique. « Qu’est-ce qui va créer de la valeur ? C’est la grande question pour notre secteur. La réponse viendra plus de la capacité des industries à comprendre les besoins de leurs clients plutôt que de l’optimisation

février 2015ccN°973

ProDUITS

AgroAlimentAire des process. Les industries doivent offrir plus de services. C’est tout l’objet de la réflexion du marketing digital : comprendre ce qui se passe chez le client pour répondre à ses besoins et créer des conditions de consommation et d’achat », estime JeanLuc Perrot.

numériser pour mieux couper Avec sa caméra, le robot de découpe Drimb de la société Alci numérise le muscle en trois dimensions. Il calcule ensuite la meilleure façon de découper chaque tranche en fonction de l’épaisseur et de l’aspect souhaités. Les pertes sont ainsi limitées. Alci

industrie-techno.com

cc Le

numérique pour dialoguer avec les consommateurs

Ce qui ne va pas encore de soi. Pour Arnaud Rannou, fondateur de Mychefcom, agence de marketing digital dédié à l’agroalimentaire, «Il existe une grande disparité. Les très grandes entreprises ont déjà embrassé le marketing digital, les petites entreprises qui entrent sur le marché sont conscientes des enjeux numériques. Entre les deux, les entreprises intermédiaires ont du mal à en comprendre l’intérêt. Le marketing digital n’est pas nécessairement ou uniquement l’e-commerce, c’est une manière d’utiliser les données en sa possession ou de les collecter pour piloter les ventes et sa capacité de réflexion. » Évian, Coca-Cola, ou M&M’s proposent déjà sur leur site de commander bouteilles et friandises personnalisées. Ferrero, sur son site institutionnel, liste à l’internaute venu chercher des informations les drive à proximité de chez lui dans lesquels le pro-

duit de son choix est disponible. « Aujourd’hui, les réseaux sociaux, les outils numériques, permettent aux industriels de passer au-dessus des distributeurs pour établir une discussion permanente entre celui qui produit et celui qui consomme, mais aussi entre tous ceux qui consomment », renchérit Jean-Luc Perrot. David Garbous, directeur marketing de Fleury Michon en est convaincu : « Le numérique est un outil extraordinaire pour recréer une relation et un dialogue entre les entreprises et les consommateurs. De ce dialogue naît la confiance. » Avec exemple à l’appui : suite à la crise liée à la découverte de viande de cheval dans des plats cuisinés, les consommateurs sont devenus suspicieux sur la qualité des produits vendus par les industries agroalimentaires. Notamment sur le surimi, Fleury Michon a revu la recette de ses bâtonnets et supprimé les ingrédients polémiques (le glutamate, le sorbitol et les polyphosphates), et a décidé d’utiliser de la chair de poisson exclusivement issue de la pêche durable. La société a aussi invité 80 consommateurs, blogueurs et journalistes à visiter les usines, à filmer et photographier, à poser toutes leurs questions. Le fil Twitter de l’entreprise a été ouvert à cette occasion, avec le hashtag #venezverifier. Tout un écosys-

D.R.

Vidéo

ProDUITS

ccFrancis ruFFin directeur des ĂŠtudes Ă la dsi du groupe Bonduelle

Offrir de nouveaux usages aux consommateurs ÂŤ La rĂŠalitĂŠ augmentĂŠe nous est apparue comme une belle opportunitĂŠ pour proposer de nouveaux usages aux consommateurs et aux utilisateurs de lâ&#x20AC;&#x2122;entreprise. Nous avons rĂŠuni au sein dâ&#x20AC;&#x2122;un atelier de crĂŠativitĂŠ des personnes issues des services informatique, marketing et commerce. Il en est sorti lâ&#x20AC;&#x2122;idĂŠe dâ&#x20AC;&#x2122;une appli grĂ˘ce Ă laquelle le consommateur peut obtenir des informations supplĂŠmentaires en scannant la boĂŽte de conserve. Nous lâ&#x20AC;&#x2122;avons mise en place sur une dizaine de produits de la marque Cassegrain. Sur une face, le consommateur accĂ¨de Ă des suggestions de recettes. Deux autres faces conduisent respectivement Ă une vidĂŠo promotionnelle et Ă un quiz sur la nutrition. Lâ&#x20AC;&#x2122;appli a ĂŠtĂŠ dĂŠveloppĂŠe 100 % en interne, et repose sur la technologie Layar permettant dâ&#x20AC;&#x2122;associer des liens Ă une image imprimĂŠe. Âť

D.R.

tĂ¨me a ĂŠtĂŠ mis en place, avec des contenus diffĂŠrents selon les canaux, Twitter, YouTube, Facebook, Google+ et Pinterest. ÂŤ On a essayĂŠ dâ&#x20AC;&#x2122;utiliser chaque rĂŠseau pour ce quâ&#x20AC;&#x2122;il ĂŠtait Âť, prĂŠcise David Garbous. Rien que pour YouTube, les films consacrĂŠs au surimi ont totalisĂŠ plus de 1 200 000 vues. En parallĂ¨le, lâ&#x20AC;&#x2122;entreprise sâ&#x20AC;&#x2122;est dotĂŠe des outils de veille de lâ&#x20AC;&#x2122;ĂŠditeur Synthesio pour suivre les rĂŠactions des consommateurs et intervenir dĂ¨s que nĂŠcessaire. Lâ&#x20AC;&#x2122;intĂŠrĂŞt des consommateurs pour cette opĂŠration de transparence et le buzz ont fait le reste. RĂŠsultat : les ventes ont progressĂŠ de plus de 20 % ! De quoi inciter tous les acteurs du secteur Ă rĂŠflĂŠchir Ă leur stratĂŠgie numĂŠrique, des lignes de production jusquâ&#x20AC;&#x2122;au marketing, et Ă adopter les outils adaptĂŠs Ă leurs besoins.cm

ccOlivier lapirOt redaction@industrie-technologies.com

fĂŠvrier 2015ccNÂ°973

notre sélection de produits

classés en 4 secteurs de référence cc Composants méCaniques cc Mécanique

Bâtiment travaux puBlics cc PAGE 45

Colliers de serrage à tête ouverte

équipements de production cc PAGE 46 électrotechnique cc PAGE 47

Dotés d’une tête ouverte, ces colliers de la série Q sont également pourvus d’une zone rétrécie vers le bout de la bande. Il suffit de poser cette zone dans l’ouverture de la tête du collier puis de tirer sur la bande. Ces colliers disposent d’une position d’attente grâce à un système de butée. Ils sont disponibles dans une large gamme de couleurs, de tailles et de matériaux. Les câbles peuvent être mis en faisceaux et fixés beaucoup plus rapidement qu’avec des colliers classiques. Des essais effectués avec des utilisateurs professionnels indiquent un gain de temps d’environ 25 %. Fournisseur hellermann tyton

Guidages linéaires à vis compacts

Vous trouverez en page 47 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

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Ces deux types de guidages linéaires à vis, le drylin SLT-BB et le drylin SLW-25120 sont destinés, l’un aux petits espaces, l’autre aux charges élevées. Ces guidages fonctionnent sans graisse. Avec ce produit, il est possible d’avoir une hauteur de montage de 20 mm, une largeur de 45 mm, pour un poids de 150 g. Sa vitesse maximale est de 1 000 tr/min en rotation et 1,5 m/min en linéaire. La vis est montée sur roulement à billes. Différents pas sont disponibles sur stock. Le réglage du jeu du palier s’effectue avec le chariot miniature drylin T TWE-04-12. Le module drylin SLW-25120 est capable de transporter jusqu’à 1 000 kg de charge radiale et jusqu’à 250 kg de charge axiale. Malgré ses capacités, il

reste plat et compact. Doté d’un profilé double en aluminium anodisé dur et rigide en torsion, d’un rail anodisé dur et de paliers lisses en tribopolymères, il garantit une grande stabilité et un fonctionnement sans entretien. Il se destine aux tâches de positionnement complexes. Le raccordement au moteur peut être assuré à l’aide d’une bride ou d’un accouplement. Fournisseur igus

Guidage à billes résistant à la corrosion

Proposés en cinq tailles, les guidages à billes sur rail NRFG sont adaptés au secteur agroalimentaire nécessitant de fréquents nettoyages. Fabriqués en acier résistant à la corrosion selon la norme DIN EN 10088 et en matières plastiques certifiées d’après les directives 2002/72/CE et FDA21CFR, ils supportent une humidité de l’air > à 70 % et des températures > à 30 °C. Les pièces du guidage en matière plastique possèdent d’excellentes propriétés de glissement et de résistance aux chocs de surface ainsi qu’à la corrosion qui en résulte. Elles résistent aux acides faibles, aux solvants organiques, aux huiles et aux alcools. Fournisseur Bosch rexroth

Connexion pour accouplements d’arbres

Cette connexion conique pour accouplements d’arbres accepte des couples faibles. Elle est disponible en cinq tailles couvrant une plage de couples nominaux de 22 à 110 kNm. Facile à installer, elle équipe l’accouplement tout acier Roba-DS qui réduit ainsi énormément les couples de vissage requis, bien inférieurs à ceux de systèmes à verrouillage par friction. L’effort de serrage fortement réduit simplifie considérablement la manipulation complexe des grands accouplements, installation et désassemblage, surtout quand l’espace est limité. Fournisseur mayr France

table linéaire électrique compacte

60 % moins volumineuse que les tables linéaires électriques conventionnelles du fabricant, la série LES est proposée avec des courses allant de 50 à 150 mm, pour des charges de 2 à 9 kg en horizontal et de 0,5 à 4 kg en vertical. Avec un effort de poussée de 180 N et une vitesse de 400 mm/s, elle est capable d’accélérations et de décélérations jusqu’à 5 000 mm/s2. La répétitivité et la précision du positionnement sont de ± 0,05 mm. La série LES est disponible avec moteur pas à pas ou servomoteur 24 V DC, en modèle standard, symétrique ou à moteur en ligne. En option, un verrouillage automatique assure une fonction anti-chute en cas de panne d’alimentation. Fournisseur smc pneumatique

D. R.

composants mécaniques cc PAGE 44

Produits

cc bâtiment travaux publiCs cc construction

massette antivibration

Cette massette utilise trois surfaces pour trois fonctions possibles. La surface bombée opère pour frapper sur les broches, les ciseaux et les ailettes de coffrage. Avec les 2 arêtes vives trempées, elle racle les balèvres des murs décoffrés et les banches de coffrages. Les angles vifs assurent la taille de la pierre ou du parpaing. La massette Navovib obtient une VLE inférieure à 2,5 m/s². Pour prévenir les risques d’accidents, le manche a été conçu en fibres de verre très résistant.

D.R.

Fournisseur leborgne

mortier de réparations structurales

Ce mortier de réparations structurales s’utilise en toutes saisons. Il permet de travailler entre 0 °C et jusqu’à 30 °C en conservant des excellentes qualités comme la durabilité. Polyvalent, il est exploité en intérieur ou extérieur, pour des grandes surfaces ou des travaux ponctuels, à la verticale et à l’horizontale, avec des épaisseurs variables et pour du génie civil ou des bâtiments. Le PCI Polycret 327 est thixotrope, à formulation allégée, sans fluage qui facilite la mise en œuvre. Avec un classement A+, il s’inscrit dans les démarches sanitaires et de confort appréciables à l’usage. L’apparence est un grain fin et une couleur très claire simple à intégrer dans l’esthétique des ouvrages. Fournisseur BasF construction

télémètre laser intuitif de poche

C’est un télémètre laser qui surprend, un bouton unique permet d’accéder aux fonctions de l’outil. Il répond aux besoins des artisans (électriciens, menuisiers, plombiers ou agenceurs) qui recherchent à éviter les risques d’erreur de cotes dans la prise de mesures de distances. Il prend des mesures instantanées (en moins d’une demi seconde) et précises avec plus ou moins 2 mm et jusqu’à une portée de 30 mètres. La fonction « autoSim » offre automatiquement l’addition des mesures. Après chaque pression sur le bouton, il

effectue une opération et les valeurs s’ajoutent immédiatement. Le GLM Professional ne mesure que 10,5 cm par 4 cm et ne pèse que 100 grammes. Il se glisse facilement dans la poche du pantalon comme un smartphone. Il résiste aux chocs sur les chantiers, à la poussière et aux projections d’eau (IP54). Un grand écran rétroéclairé délivre un affichage sur trois lignes pour une parfaite visibilité des valeurs mesurées. Il est fourni avec une housse de protection et deux piles de 1,5 V. La batterie peut effectuer plus de 5 000 mesures individuelles. Fournisseur robert Bosch

Produits

cc équipements de production cc Machines

Presse électrique pour lignes automatisées

D’un poids de 35 kg, mesurant 207 x 333 x 362 mm, l’ElectricPress 43 s’intègre facilement et rapidement dans les lignes automatisées. Elle se pilote par tous les systèmes PLC courants du marché. Avec une course de 100 mm, une vitesse maximum de 150 mm/s, elle développe une force maximum de 4 kN et permanente de 2,5 kN. La résolution de régulation d’entraînement est inférieure à 1 µm. Avec le logiciel EP Assistant il est possible de paramétrer et de sauvegarder jusqu’à 14 séquences de déplacement différentes, où sont ajustables : position, vitesse constante, rampe d’accélération et de décélération. Sauvegardées, elles constituent un profil de déplacement.

Équipement pour ligne de conditionnement

Le Flex Grader, composé d’un convoyeur muni de bras qui poussent les aliments dans des bennes, comporte essentiellement une trieuse pondérale ultra-précise qui classe les différents lots par poids min/max, poids cible et/ou comptage de pièces, à une cadence allant jusqu’à 200 coups/min. Deux modèles sont proposés, pour des pièces de 6 à 1500 g, pour l’un et de 20 à 2000 g, pour l’autre. Ce système ultra-souple est destiné aux transformateurs de

volailles, viandes et poissons. La trieuse pondérale est équipée de la technologie DFL (Dislocating Force Limiter) qui repose sur un système d’amortissement des chocs, intercalé entre la jauge de contrainte et le convoyeur de pesée, ce qui prolonge sa durée de vie. Fournisseur Ishida Europe

cc Outils-Outillages

Ponceuse à bande pour tubes en acier inoxydable

La ponceuse à bande pour tubes GRB 14 CE Professional ponce des tuyaux en acier inoxydable de diamètre et géométrie variables. La forme particulière des galets d’entraînement empêche le glissement des bandes abrasives et assure un travail rapide, sans interruption. La

Fournisseur Schmidt

Kit d’impression 3D

L’imprimante 3D Ormerod est livrée sous forme de kit, accompagné du logiciel gratuit de CAO 3D, DesignSpark Mechanical. Son assemblage ne prend que 2 heures. Elle offre une précision de 0,1 mm, une résolution de 0,0125 mm, une vitesse d’impression de 1 800 mm/min et une vitesse de dépôt de 33 cm3/h. Cette imprimante 3D polyvalente utilise la technologie de fabrication additive FFF (Fused Filament Fabrication) pour construire des objets 3D en polymères thermoplastiques, en ABS (Acrylonitritrile Butadière Styrène) ou en PLA (Acide PolyLactique) de différentes couleurs.Elle dépose jusqu’à trois couleurs par objet. Fournisseur RS

cc Outils-Outillages Disques abrasifs agglomérés

Ces disques à bases d’abrasifs agglomérés sont destinés au tronçonnage ou à l’ébavurage. À partir d’un grain abrasif en céramique calibré et orienté, le fabricant a développé un moyen électrostatique pour orienter chaque structure triangulaire pour maximiser le potentiel de coupe. Agissant comme un outil de coupe, le grain est plus tranchant, tout en régénérant avec l’usure ses arêtes. Les disques d’ébarbage demandent trois fois moins de pression que les solutions classiques pour retirer autant de matières. Ils dégagent moins de poussières et de fragments, favorisant la sécurité des opérateurs. Ils ont une capacité de coupe deux fois plus rapide et une durée de vie jusqu’à huit fois plus longue. Ils sont adaptés à l’arasage, l’ébarbage, le chanfreinage et le décalaminage. Les disques à tronçonner assurent un travail précis sans besoin de reprise. Leur durée de vie est jusqu’à 20 fois plus longue que les outils classiques. Ils sont destinés au tronçonnage de tubes, de barreaux, de tôles et de fers plats, aussi bien en acier qu’en Inox. Épais de 4,2 mm, ils sont disponibles en diamètres 115, 125, 178 et 230 mm, pour des vitesse maximales de 13 300, 12 250, 8 500 et 6 650 tr/min.

bande s’enroule jusqu’à 270° autour des tubes. Grâce à la poignée supplémentaire pivotante il est facile de poncer près des murs. Cette ponceuse fait partie de toute une gamme d’outils adaptés à l’acier inoxydable comme: la lime à bande GEF 7 E Professional, la satineuse GSI 14 CE Professional, la meuleuse angulaire GWS 15125 Inox Professional et la tronçonneuse métal GCD 12 JL Professional. Fournisseur Bosch

Mandrin à mors compact et modulaire

Compact, modulaire et rapide à changer, ce mandrin à mors résulte de la combinaison du mandrin Spanntop ou Toplus avec un module de mors. Il autorise l’utilisation de têtes de serrage et de mandrins expansibles, ce qui assure fiabilité et sécurité lors du serrage intérieur. Il est disponible en taille 144 (plage de serrage de 25 à 115 mm) et 215 (plage de serrage de 25 à 200 mm). Il est idéal pour le serrage délicat et pour les pièces à parois minces. Il s’utilise comme mandrin de reprise sur la contre-broche. Il convient également pour une utilisation en stationnaire. Facile à entretenir, ce mandrin à mors est insensible à la saleté grâce à l’étanchéité des bandes de guidage. Fournisseur Hainbuch

Fournisseur 3M France

cc description

Référence Cubitron II Caractéristiques Ces disques à

D.R.

tronçonner garantissent un niveau de coupe très élevé et une longue durée de vie.

cc points forts

Des grains triangulaires abrasifs en céramique calibrés et orientés se fractionnent pour garder leur forme originale affûtée.

N°973ccfévrier 2015

Produits

cc éLectrotecHnique cc énergie

Disjoncteurs à construction ouverte

Ce disjoncteur à construction ouverte vise la simplicité d’installation. Les connexions aux barres et au bornier sont plus faciles. Le montage des accessoires à l’intérieur du disjoncteur s’effectue dans un espace plus sécurisé. Des options de communication sont intégrées, depuis la paire torsadée de câbles jusqu’aux protocoles Ethernet, toutes les solutions sont disponibles. Les prises de l’Emax 2 peuvent être changées, sur site, de la position horizontale à verticale par une rotation de 90°. Les prises sont conçues pour s’adapter par ampérage aux modèles de barres les plus courantes. Avec le nouveau bornier doté de pinces à ressort, le câblage ne requiert aucun outil particulier. Chaque disjoncteur Emax 2 peut être équipé de plusieurs modules de communication à cartouche qui peuvent être directement installés à n’importe quel moment sur le bornier. Fournisseur ABB Produits basse tension

Conversion de puissance pour data center

D.R.

Constitué d’une alimentation triphasée (MPA9535) qui délivre 5 kW, couplée à un convertisseur DC/DC (MPA9512) d’une puissance de 1 200 W, l’ensemble est destiné aux centres d’hébergement des données. L’alimentation est munie d’un correcteur de facteur de puissance (PFC). L’appareil accepte sur son entrée 480 V AC et délivre 380 V DC en sortie, avec un rendement atteignant 96 %. Le convertisseur DC/DC dispose de deux tensions de sortie, 12 V pour la principale et 5 V pour la tension de veille. Les deux éléments, qui assemblés présentent un encombrement de 4U, sont conçus pour loger dans un châssis standard de 19 pouces. Fournisseur Murata Electronique

cc entraîneMents Démarreurs moteurs SmatWire

Grâce à leur connexion SmartWire-DT ces démarreurs peuvent communiquer directement avec les API, en réduisant le câblage au minimum. Les utilisateurs peuvent ainsi optimiser le nombre de composants dans le système ainsi que les exigences d’installation. Ils bénéficient du fait que la connexion simple d’esclaves au système SmartWire-DT évite la possibilité d’erreurs de câblage dès le début. Ils sont dotés d’un grand nombre de fonctions (contacteur d’arrêt d’urgence, protection du moteur, contacteur gauche/droite) ainsi que de circuits de charge et de verrouillage internes dans une conception très compacte. Les démarreurs sont équipés d’une technologie de commutation hybride pour commander le moteur (technologie des semiconducteurs sans usure et de contact de relais robuste). Ils permettent ainsi une commutation à faible usure. La durée de vie des appareils est 10 fois supérieure à celle des composants purement mécaniques. Les variantes comprennent une large gamme de protection électronique de surcharge avec détecteur de défaut de phase intégré (IEC 60947). Fournisseur Eaton secteur électrique

Micromoteurs à grande vitesse pour le médical

Ces nouveaux moteurs 2057 BHS ont été développés pour répondre aux exigences spécifiques du marché des pièces à main médicales et dentaires. Ce modèle sans encoche offre un synchronisme sans à coups à un régime de fonctionnement continu pouvant monter jusqu’à 40 000 tours/min, tout en restant froid au toucher. Ils sont capables de faire face aux surchar-

ges intermittentes et, par conséquent, de traiter des mouvements très dynamiques sur des cycles très courts. Silencieux et produisant peu de vibrations, ils réduisent la fatigue de l’utilisateur. Dans leur version standard, les micromoteurs 2057 BHS sont équipés de capteurs numériques à effet Hall, un retour de capteur analogique à effet Hall étant également disponible sur demande. Cette option est utile dans la mesure où elle élimine la nécessité d’un codeur supplémentaire pour des applications d’implant dentaire ou de positionnement endoscopique à vitesse plus faible. Ce qui permet également de réduire la complexité du câblage au sein même de la pièce à main. Grâce aux roulements à bille précontraints, ils résistent aux charges radiales (22 N) et axiales (75 N) dans la pièce à main. Fournisseur Faulhaber France

Variateurs de fréquence décentralisés

Ces variateurs, dont la gamme de puissance s’étend de 0,25 à 0,55 kW ou de 0,25 à 1,1 kW, assurent un contrôle complet de la vitesse en utilisant un minimum de puissance. Ils supportent des températures allant de -25 à +50 °C. Ils sont protégés dans des boîtiers en aluminium moulés, capables d’absorber des chocs jusqu’à 7 g. Leurs ailettes de refroidissement plates sont faciles à nettoyer. Grâce à la suppression des interférences radio de classe C1 et au courant de décharge particulièrement bas, ils peuvent même être branchés sur des prises électriques standard. Ils sont certifiés IP66 (protection contre la poussière et l’eau) ou IP69K (résistance à une immersion prolongée). Fournisseur Nord Réducteurs

Les unités de mesure système internAtionAL A.................................................................... ampère A/m ............................ ampère par mètre Bq .......................................................... becquerel °C.................................................. degré Celsius C ................................................................. coulomb cd ................................................................ candela cd/m2 ...................... cd par mètre carré F............................................................................ farad h .......................................................................... heure H.......................................................................... henry Hz......................................................................... hertz J ..............................................................................joule K .......................................................................... kelvin kg .................................................... kilogramme lm .................................................................... lumen lx ................................................................................. lux m....................................................................... mètre m2.................................................... mètre carré m3..................................................... mètre cube m/s............................ mètre par seconde m/s2 ................................m/s par seconde min ..............................................................minute N ................................................................... newton nm .................................................... nanomètre Pa ..................................................................... pascal rad .................................................................. radian s ................................................................... seconde ps ................................................... picoseconde T .............................................................................tesla V ................................................................................ volt VA ..................................................... voltampère W........................................................................... watt Wb ...................................................................weber Ω ............................................................................ ohm Autres abréviations Å.............................................................. angström atm............................................... atmosphère bar ........................................................................... bar dB .................................................................. décibel dpi ....................................... point par pouce g ..................................................................gramme cal .................................................................. calorie ch ...............................................cheval vapeur c/s ................................. cycle par seconde eV ....................................................électronvolt Go ........................................................ giga-octet gr ........................................................................ grade Kbit .......... kilobit (1 Kbit=1 024 bits) km/h......................kilomètre par heure Ko ........................................................... kilo-octet kWh......................................... kilowattheure l ..................................................................................litre Mo ................................................... méga-octet Mx ............................................................. maxwell Po ........................................................................ poise t ...........................................................................tonne tr.........................................................................................................................tour tr/min ............................. tour par minute

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N°973ccfévrier 2015

21/01/15 16:52

cahier technique L’adhérence des revêtements de surface ccréalisé par

ccJEAN-FRANÇOIS COULON

Directeur De la recherche et responsable Du pôle Matériaux et génie inDustriel à l’ecaM-rennes

D. R.

Ingénieur et docteur en sciences des matériaux, habilité à diriger des recherches, Jean-François Coulon a installé dans cette école d’ingénieurs généralistes un laboratoire de recherche. Cette structure travaille sur les modifications de surface de matériaux pour des applications industrielles liées aux adhérences des revêtements de surfaces, notamment dans le domaine des matériaux composites et thermoplastiques. Il est spécialisé dans les caractérisations des surfaces et les procédés secs de traitements, dont les technologies plasma.

a surface des objets qui nous entourent est de première importance. Le marketing connaît très bien la prépondérance de ses attraits visuel et tactile sur leur vente. C’est aussi par la surface que transite une part des interactions entre la pièce et le milieu extérieur: frottements, rayures, usure, oxydation… Le tout avec des exigences économiques et environnementales qui poussent à repenser les matériaux, quitte à faire supporter aux surfaces certaines des exigences techniques du produit. Il appartient donc à l’industriel de conférer à la surface de ses produits grâce à des revêtements le bel aspect, les bonnes sensations, mais aussi de faire assurer par eux une partie des propriétés hier dévolues à la masse du matériau. Avec une limite infranchissable: la défaillance de l’interface. cm

FévrIEr 2015ccN°973

cahier technique

Fig. 2

Aujourd’hui, les pièces visibles doivent être légères mais résistantes, bon marché mais d’apparence luxueuse… Les revêtements touchent donc de nouveaux secteurs, de nouveaux substrats et demandent de repenser les procédés d’élaboration : plus respectueux de l’environnement et moins énergivores, ils doivent en outre garantir une tenue parfaite. Un casse-tête pour les ingénieurs et les chimistes.

L’énergie de surface du substrat gs va plus ou moins faciliter l’étalement de la goutte de liquide. Si l’angle de goutte θ est < 90° la surface est hydrophile s’il est > 90°, elle est hydrophobe. L’équation de Dupré est la relation fondamentale de l’adhésion.

Effet d’un traitement par plasma fluoré sur la mouillabilité d’une surface

F. RobeRt

Assurer l’adhérence substratrevêtement

L’énergie de surface conditionne la mouillabilité

L’énergie de surface et la forme de la goutte liquide sur une surface de composite époxy/carbone varient fondamentalement suivant qu’elle a été traitée ou non par un plasma fluoré.

es revêtements de surface remontent à l’antiquité. Historiquement introduits par voie liquide en couches épaisses avec la galvanoplastie du cuivre et des métaux précieux puis, au siècle dernier, par l’électrolyse industrielle dans le domaine de la décoration, avant de s’étendre à la protection contre la corrosion et à l’obtention de dépôts durs, les revêtements de surface ont en parallèle – au milieu des années 1950 – connu un essor important dans le domaine de la microélectronique avec les technologies de mise en œuvre sèches (PVD, CVD, plasmas) permettant des dépôts

et des définitions de motifs (gravure) en couches minces. Avec ces technologies facilitant l’intégration, les microprocesseurs ont atteint l’asymptote prédite par les lois de Moore avec des dimensions critiques atteignant 20 nanomètres en production industrielle. Ces procédés par voie sèche sont aujourd’hui transposés dans des secteurs émergents: nanoélectronique, photovoltaïque, microsystèmes électromécaniques (Mems), microfluidique, biopuces ou nanobiologie… Les revêtements de surface poursuivent leur développement du fait des impératifs sociétaux actuels: meilleure

Fig. 1

Fleur de grande bardane

Feuille de lotus

Pattes du gecko

Peau de requin Les mécanismes de liaison entre le substrat et son revêtement s’inspirent de phénomènes naturels présents dans les règnes animal ou végétal.

Bande auto-agrippante ou « scratch»

N°973ccFévrIEr 2015

Effet superhydrophobe

Adhésif « texturé»

Effet de super hydrodynamisme

D. R.

Application aux matériaux

Modèle dans le monde végétal ou animal

Adhérence : 4 applications bio-inspirées

révêtements de surFace

Énergie de surface des principaux polymères et métaux gestion des énergies et développement durable nécessitent de repenser nos modes de vie. D’ici l’arrivée de solutions entièrement propres, la réduction des consommations et des émissions toxiques passe par une réduction des pertes énergétiques, soit la recherche d’un meilleur rendement entre l’énergie consommée et le travail rendu. Dans le secteur du transport (aéronautique, naval, ferroviaire, automobile), les innovations sur les matériaux concernent, outre la performance des moteurs, la limitation des frottements entre pièces en mouvement et l’allégement de toutes les structures mobiles. De manière plus large, la complexité et l’intégration toujours plus poussées de nos systèmes orientent les recherches vers le fait de conférer les propriétés d’usage seulement là où c’est indispensable. Il s’agit alors de restreindre la quantité de matière à l’indispensable partie du matériau devant supporter les exigences techniques. On recherche donc l’emploi de matériaux moins denses que les traditionnels aciers: aciers à haute limite élastique (HLE), à très haute limite élastique (THLE), métaux et alliages métalliques légers (aluminium, magnésium, titane…). À terme, leur remplacement par des composites à matrice organique semble inéluctable (déjà 50% en masse dans l’Airbus A350). Ces matériaux composites structuraux sont déployés vers les secteurs du ferroviaire et de l’automobile, initialement pour les véhicules de grand tourisme comme la McLaren MP4 mais dorénavant, du fait de l’arrivée des véhicules électriques précipitant le besoin d’allégement, dans des véhicules de grande série comme la BMW i3. Ces matériaux ont recours à des procédés de fabrication pour la plupart manuels et relativement longs qui doivent maintenant être transposés vers des hautes cadences de production industrielle, exigeant une automatisation, de nouvelles technologies de mise en œuvre et de nouveaux procédés de préparation de surface, que ce soit pour leur mise en peinture, leur collage ou leur assemblage. Des revêtements nouveaux doivent aussi être développés pour apporter à ces matériaux isolants la conductivité électrique perdue ou les propriétés tribologiques adéquates. De manière plus générale, conférer à la surface les bonnes propriétés en allégeant la masse de la pièce permet à l’industriel de baisser les coûts et/ou de monter

cc Ce qu’il faut retenir

c Le recours à des matériaux allégés impose d’améliorer localement les performances des surfaces. c L’adhérence entre le substrat et le revêtement dépend de la préparation des surfaces et du process de dépôt. c L’automatisation des process de préparation et de dépôt permet de créer de vrais process industriels.

Famille de matériaux

Nom et symbole chimique

Énergie de surface (mJ/m2)

Polytetrafluoroéthylène (PTFE)

19 à 25

Polydiméthylsiloxanne (PDMS)

Polypropylène (PP)

Polymères

Métaux

céramique

30 à 35

Polyéthylène (PE)

Polystyrène (PS)

35 à 40

Polychlorure de vinyl (Pvc)

39 à 50

Polyméthylméthacrylate (PMMA)

37 à 40

Polyamide 6-6 (PA)

Polycarbonate (Pc)

Polyethylèneteréphtallate (PET)

Plomb (Pb)

450

Zinc (Zn)

790

Aluminium (Al)

900

Cuivre (cu)

1 100

Titane (Ti)

1 200

Chrome (cr)

1 400

Fer (Fe)

1 700

Nickel (Ni)

1 700

Alumine (Al2O3)

740

en technologie. Par ailleurs, les revêtements métalliques obtenus par des procédés récents comme la projection dynamique à froid (cold-spray) peuvent approcher les propriétés d’une pièce massive et donc venir s’implanter sur quelques microns d’épaisseur seulement: gain de poids mais également de technicité, de complexité. L’emploi généralisé de revêtements sur des substrats légers fait apparaître un point à criticité élevée : l’adhérence. L’adhérence est un phénomène naturel qui a inspiré les industriels (Fig. 1). Encore faut-il pouvoir la qualifier voire la mesurer pour la contrôler et l’optimiser malgré de très nombreux paramètres combinés (matériaux, procédés et environnement).

1. Le principe généraL de L’adhérence La surface industrielle possède une épaisseur qui dépend du moyen d’observation ou de traitement utilisé. Il suffit de polir une pièce avec une série de grains abrasifs de taille décroissante pour se rendre compte que la surface de n’importe quel objet prend des aspects successifs différents, qui témoignent d’une épaisseur travaillée de plus en plus fine jusqu’à l’aspect «poli miroir» correspondant à une rugosité moyenne submicronique. La préparation de la surface industrielle est réalisée par des voies chimique (nettoyage, dégraissage, oxydation), mécanique (décapage, abrasion), thermique ou physique et doit s’adapter au procédé de revêtement subséquent qu’il soit humide (bains chimiques, électrochimiques…) ou sec (évaporation thermique, pulvérisation cathodique, plasmas, rechargement laser…). FévrIEr 2015ccN°973

cahier technique

Fig. 3

Après réalisation d’incisions dans toute l’épaisseur du revêtement formant un quadrillage on applique un adhésif aux caractéristiques normalisées. Après retrait, on évalue le taux de décollement pour qualifier l’adhérence de la surface.

F. RobeRt

Test d’adhérence par plot collé

La méthode du plot collé est utilisée pour évaluer la tenue des revêtements métalliques épais sur des substrats rigides.

L’adhérence du revêtement sur la pièce dont la surface aura été convenablement préparée est critique. Elle se définit généralement par l’effort nécessaire qu’il faut appliquer pour rompre le couple revêtement-substrat au niveau de son interface. C’est donc une adhérence pratique (venant de l’anglais « practical adhesion ») car résultant d’une mesure après mise en place lors d’un test mécanique. Le terme « adhésion » représente l’ensemble des forces de liaisons créées entre la surface et le revêtement. L’adhérence pratique revêtement-surface nécessite donc avant tout une bonne adhésion. Ceci étant, les comportements sous sollicitation du revêtement lui-même et de l’interface confèrent à l’assemblage une certaine « résistance » dont l’importance peut être primordiale devant les mécanismes de l’adhésion. La relation entre les énergies d’adhérence G et d’adhésion Wo est représentée par une formule du type G = Wo (1+ f) avec f qui est un facteur viscoélastique pouvant engendrer une proportionnalité de 100 à 1 000 entre adhésion et adhérence. Les mécanismes de liaison entre le revêtement et la surface

N°973ccFévrIEr 2015

comprennent tout ou partie de quatre grands principes, énumérés ci-après et tous bio-inspirés (Fig. 1). a) L’ancrage mécanique que l’on peut se représenter par l’effet bien connu des bandes auto-agrippantes qui sont bio-inspirées des fleurs de la grande bardane. Pour obtenir cela, l’abrasion de la surface est l’un des traitements mécaniques les plus répandus. b) Plusieurs niveaux de rugosité associés sur des échelles différentes permettent la super-hydrophobie naturelle de la feuille de lotus largement étudiée et reportée dans la littérature. Son application pour la non-adhérence se retrouve par exemple dans le traitement antibactérien des surfaces. c) Les interactions chimiques (adsorption) produisent des liaisons faibles de type Van der Waals (0,01 à 0,1 eV) favorables à l’adhésion. Le monde animal en fournit de nombreuses applications. Par exemple, les geckonidés dont les pattes sont constituées de lamelles porteuses de minuscules « poils » appelés setae. Ce sont les forces de Van der Waals cumulées de chaque setae qui permettent au gecko d’adhérer à un mur ou à une vitre. d) La thermodynamique de la surface témoigne par l’enthalpie libre de la capacité de la surface à accepter les interactions avec le milieu extérieur. Cette énergie est mesurée par la mouillabilité selon les principes émis par Young en 1805 (Fig. 2) . Cette énergie libre gs va caractériser les surfaces qui dévoileront leur caractère hydrophile (θ <90°) à hydrophobe (θ >90°), voire super-hydrophile (θ <30°) ou super-hydrophobe (θ >150°). La notion d’ancrage mécanique, couplée avec les approches physicochimique et thermodynamique, détermine la super-hydrophobie ou super-hydrophilie. Hydrophobie et texturation permettent ainsi d’envisager des effets extraordinaires comme des textiles ou surfaces facilitant l’hydrodynamisme, effet inspiré entre autres par la peau de requin. Favoriser les différents mécanismes de l’adhésion est généralement une bonne voie pour améliorer l’adhérence d’un assemblage. De façon opposée, diminuer tout ce qui concourt à l’adhésion interfaciale agira en faveur de la non-adhérence de deux systèmes en contact. Fig. 4

Défauts de préparation de surface

Une mauvaise préparation des surfaces entraîne l’apparition de défauts nuisant à la fois à la tenue mécanique du revêtement et à l’esthétique de la pièce. Ici ce sont des grains dans une peinture industrielle vus en coupe.

D.R.

Deux tests d’adhérence Test normalisé d’adhérence par quadrillage

révêtements de surFace

Fig. 6

Assurer l’adhérence des revêtements de matériaux est fondamental pour de nombreux procédés industriels : peinture, vernis, collage, métallisation de plastiques, revêtements métalliques, multicouches de matériaux. La généralisation des matériaux macromoléculaires thermoplastiques, élastomères et résines engendre la problématique récurrente de l’accroche du revêtement. En effet, ces matériaux organiques possèdent une plus faible énergie de surface (typiquement de l’ordre de 40 mJ/m2) que leurs concurrents métalliques ou céramiques (ordre de grandeur de 1 000 mJ/m2). (Voir tableau en page précédente). Dans le domaine des peintures par exemple, les procédés mutent actuellement du fait des normes environnementales européennes qui imposent de remplacer les peintures solvantées par des peintures à haut extrait sec ou en phase aqueuse. Ceci remet en question les adhérences sur pièces. L’adhérence des peintures industrielles sur les matériaux organiques impose une bonne préparation de la surface (flammage, dérochage, projection de médias) pour atteindre le niveau validé par le test normalisé et qui correspond environ à une résistance de 1 MPa en traction pure (Fig. 3). Une mauvaise préparation ou un traitement non adéquat provoquera des défauts coûteux à reprendre, voire des pièces à rebuter dans le domaine de la grande série. Les défauts les plus connus sont les porosités, grains, cloques ou effets de peau d’orange… (Fig. 4). La qualification de la bonne application de la peinture sera visuelle (tendu, aspect, brillance) et mécanique par différents tests de tenue en service dont la vérification de l’adhérence par le gravillonnage ou le quadrillage. À l’inverse, on recherche parfois la non-adhérence des surfaces notamment pour rendre les vitrages autonettoyants, pour limiter la contamination bactériologique ou encore biochimique ou pour les procédés de démoulage. Fig. 5

Différents traitements par plasma

F. RobeRt

2. Les verrous technoLogiques et appLications type

Traitement augmentant l’adhérence de surfaces thermoplastiques on voit ici l’évolution de la contrainte d’adhérence d’un revêtement métallique PVD déposé sur différents thermoplastiques Pe et PeeK en fonction de la nature de la préparation de la surface.

3. L’orientation des recherches Les recherches sur les procédés de préparation et de traitement de surface abordent trois aspects scientifiques de l’ingénierie des surfaces : a) La caractérisation physicochimique et micromécanique de la surface selon des échelles évoluant du nanomètre au millimètre avec des techniques spectroscopiques, la mesure d’angles de mouillages, la profilométrie nanométrique, la microscopie électronique… b) La modification de la surface : nettoyage, ponçage, sablage, projection de médias, flammage, plasmas sous vide ou plasmas à pression atmosphérique, lasers… c) Le procédé de revêtement de la surface comme la PVD ou la projection thermique… Le comportement de l’interface est testé en la sollicitant en termes d’adhérence. Nombreux sont les tests permettant de qualifier une adhérence. Parmi les mesures industrielles qualitatives, on peut citer le test au quadrillage, référence du domaine de la peinture industrielle, qui suit la norme ISO 24-09 et permet d’obtenir un grade d’adhérence compris entre 0 et 5. Les moyens de laboratoire dépasseraient quant à eux le nombre de 300. L’un des plus employés est le test d’adhérence par plot collé (Fig. 3). L’adhérence ne se mesure pas de façon absolue car sa valeur dépend du type de sollicitation. Aussi les mesures annoncées doivent préciser le test réalisé et respecter bon nombre de précautions opératoires de façon à être reproductibles.

D.R.

A. Rendre une surface adhérente

Il existe plusieurs méthodes de préparation des surfaces par plasma. A gauche, une torche à plasma atmosphérique. A droite, un plasma froid sous vide vu au travers du hublot d’un réacteur.

L’énergie libre de surface des matériaux doit dépasser celle des agents de recouvrements utilisés. Ceci permettra d’envisager une bonne mise en contact entre les phases en présence, ce qui est essentiel pour la réalisation et la tenue du revêtement. Il est donc souvent indispensable d’augmenter l’énergie de surface pour une meilleure adhérence des revêFévrIEr 2015ccN°973

cahier technique révêtements de surFace

Fig. 7

F. RobeRt

L’effet du traitement des moules on montre ici l’hydrophobie obtenue en surface d’un moule epoxy modifié, suite à la diffusion d’un additif dans la masse du composite pendant sa réticulation. Que ce soit à température ambiante (vert) ou à température de réticulation (violet), une résine liquide ne s’étale plus (énergie de surface du moule abaissée à 20 mJ/m²).

tements. Chacun peut s’en rendre compte facilement dès qu’il s’agit de repeindre sa maison: des volets en bois, une véranda en aluminium, un portail en plastique ne réagissent pas de la même manière au passage du pinceau. Des préparations de surface sont nécessaires afin de permettre le bon étalement de la peinture, la bonne accroche et donc la durabilité du traitement (Fig. 4). Mouillabilité et adhérence sont ici intimement liées. Des traitements d’activation par plasmas sous vide permettent d’améliorer l’adhérence sur matériaux polymères, matériaux composites ou l’adhésion interfaciale fibresmatrice des composites. Ces plasmas permettent selon une grande variété de décharges électriques (DC, pulsées, RF ou micro-onde, magnétron, post-décharges, décharges à barrière diélectrique, décharges à pression atmosphérique…) d’obtenir des effets de greffage, de polymérisation ou de fonctionnalisation des polymères. Certains de ces plasmas fonctionnent à pression atmosphérique, ce qui permet un environnement plus léger que les traditionnelles décharges électromagnétiques sous vide primaire ou secondaire. Ils sont actuellement une alternative déployée dans le domaine de la préparation de surface alimentaire, du textile, du biomédical (stérilisation) et intéressent la production automobile et aéronautique (Fig. 5). Un traitement par torche à plasma accroît l’énergie de surface des matières organiques jusqu’à 70 mJ/m2. Les forces d’adhérence d’un revêtement métallique obtenu par procédé physique (PVD, 1 micron d’épaisseur) sur une telle surface modifiée peuvent atteindre 10 MPa sur des échantillons de composites, fonction de la rugosité initiale de la surface. Le seul effet de la topographie voit l’adhérence du revêtement qui est nulle sur une résine lisse (rugosité arithmétique Ra=15 nm) augmenter sur un échantillon texturé pour atteindre 2 MPa (composite présentant une Ra de 1 µm), puis 5 MPa (composite avec une Ra de 5 µm). Le traitement par plasma à pression atmosphérique permet d’activer la surface indépendamment du niveau de rugosité de sorte à augmenter encore l’adhérence.

N°973ccFévrIEr 2015

Les effets de physicochimie de surface (activation plasma) et topographique (rugosité) sont donc ici complémentaires. L’activation physicochimique par torche à plasma permet d’améliorer significativement l’adhérence d’un dépôt métallique par exemple sur les polyamides et polyétheréthercétones. La formation des espèces polaires de type C-OH, C=O, COOH est l’effet recherché pour accroître l’adhésion interfaciale. Ces liaisons peuvent alors interagir avec l’aluminium pour former des liaisons C-O-Al, nécessaires à l’adhésion des films d’aluminium sur polymère. L’adhérence pratique s’en trouve augmentée. Les effets topographiques obtenus par abrasion, polissage ou de façon plus précise par texturation laser (report de motifs à géométrie contrôlée) sont en concurrence et/ou complémentaires avec les effets physicochimiques obtenus par activation plasma de la surface. Des choix technologiques s’offrent ainsi aux industriels pour l’amélioration des adhérences sur thermoplastiques, thermodurcissables mais également substrats métalliques (Fig. 6).

B. Rendre une surface non adhérente Diminuer l’énergie libre produit une surface peu disponible pour l’extérieur et ne permettant, a priori, que peu d’adhérence avec un revêtement. Par exemple, une surface composite époxy/carbone présentant une énergie libre de 40 mJ/m2 verra celle-ci passer à 14 mJ/m2 après traitement par plasma fluoré. Les liquides perlent dessus. Dans le cas d’un moule industriel servant à la production de pièces aéronautiques, l’application contraignante et coûteuse de produit démoulant devrait pouvoir être remplacée par un traitement rendant le matériau constitutif du moule auto-démoulant. Un additif hydrophobe est ainsi ajouté à une résine époxy, constitutive d’un moule composite en développement. Fig. 8

Évolution de l’effort de démoulage en fonction du traitement de la surface active Nature du moule Actuel Actuel avec produit démoulant Moule téflonné

Energie de surface

Force d’adhérence (ou de démoulage)

Type de rupture

40 mJ.m2

1350 ±230 N

Cohésive

25-30 mJ.m2

340 ±45 N

Adhésive

20 mJ.m2

250 ±30 N

Adhésive

effet de la modification chimique d’un moule époxy sur son énergie de surface et sa démoulabilité, comparaison entre un moule actuel, l’ajout d’un agent de démoulage et le téflonnage de la surface active.

Fig. 9

Les types de ruptures

Rupture adhĂŠsive dâ&#x20AC;&#x2122;une couche de peinture industrielle dĂŠposĂŠe sur plastique.

Rupture cohĂŠsive dâ&#x20AC;&#x2122;une couche mĂŠtallique dĂŠposĂŠe sur composite Ă ďŹ bres de carbone.

" !

La rupture adhĂŠsive se produit Ă lâ&#x20AC;&#x2122;interface substrat-revĂŞtement tandis que la rupture cohĂŠsive sâ&#x20AC;&#x2122;amorce dans les matĂŠriaux.

Un mĂŠlange ainsi modifiĂŠ permet de rendre la surface du moule non mouillante vis-Ă -vis dâ&#x20AC;&#x2122;une goutte de rĂŠsine, permettant de supprimer lâ&#x20AC;&#x2122;autohĂŠsion inĂŠvitable entre deux matĂŠriaux de mĂŞme nature (Fig. 7 et 8).

D.R.

4. quaLiFier Les ruptures Lâ&#x20AC;&#x2122;adhĂŠrence dâ&#x20AC;&#x2122;un revĂŞtement de surface sera ĂŠvidemment bonne si la rupture sâ&#x20AC;&#x2122;amorce dans lâ&#x20AC;&#x2122;un des matĂŠriaux en contact et non Ă lâ&#x20AC;&#x2122;interface. ConnaĂŽtre le type de rupture est donc instructif. Une rupture adhĂŠsive se produit dans lâ&#x20AC;&#x2122;interface. Une rupture cohĂŠsive sâ&#x20AC;&#x2122;amorce dans le substrat ou dans le revĂŞtement et tĂŠmoignera dans le premier cas dâ&#x20AC;&#x2122;une adhĂŠrence excellente puisque dĂŠpassant la cohĂŠsion du matĂŠriau massif et dans le second cas sans doute dâ&#x20AC;&#x2122;un procĂŠdĂŠ de revĂŞtement devant ĂŞtre optimisĂŠ (Fig. 9). PrĂŠparation, activation, fonctionnalisation et procĂŠdĂŠs de revĂŞtements des surfaces sont des domaines en plein essor du fait de la multiplicitĂŠ des nouveaux couples substrats-revĂŞtements. Les substrats changent : plastiques de hautes performances PA, PES, PEEK remplacent les plastiques Ă bas coĂťt PE et PP. Quant aux matĂŠriaux biosourcĂŠs Ă base de fibres vĂŠgĂŠtales (lin, chanvre, ortie) et de matrices biodĂŠgradables, ils imposent dâ&#x20AC;&#x2122;adapter les procĂŠdĂŠs aux surfaces. Par ailleurs, des procĂŠdĂŠs plus automatisables remplacent les procĂŠdĂŠs manuels de prĂŠparation des composites. Un exemple dâ&#x20AC;&#x2122;actualitĂŠ en est la mise en place de la ligne pilote de production composite Ă haute cadence pour la filiĂ¨re automobile franĂ§aise installĂŠe par les IRT Jules Verne et M2P en collaboration avec les donneurs dâ&#x20AC;&#x2122;ordres, sous-traitants et chercheurs. cm FĂŠvrIEr 2015ccNÂ°973

cahier technique révêtements de surFace

POUR ALLER PLUS LOIN On retiendra deux livres en français, tous deux parus aux Presses polytechniques et universitaires romandes : Science et technologie du collage, de Jacques Cognard, et Revêtements et traitements de surface, d’Henri Mazille. Le premier fait un rappel sur les bases scientifiques et des modèles théoriques récents de la science de l’adhésion, avant de présenter de nombreux cas pratiques en insistant sur les difficultés rencontrées souvent dues à la complexité de la chimie des surfaces et des réactions surface-polymère. Le second est un ouvrage de synthèse qui expose l’état de l’art actuel et présente l’avantage d’aborder toutes les catégories de traitements de surface et de proposer une étude approfondie de différentes applications industrielles. Après des rappels physico-chimiques, concernant la physique des surfaces, la corrosion humide, l’oxydation thermique… cet ouvrage fait un descriptif exhaustif des procédés de traitements de surfaces. Une présentation des aspects liés au génie de l’Environnement fait suite à cette partie technique. cm

Revue Recherches et industries

S’il est bien une revue internationale consacrée aux traitements et revêtements de surfaces, c’est Applied Surface Science. Elle est exclusivement consacrée à la physique appliquée et à la chimie des surfaces et interfaces. Elle s’intéresse à la fois à la recherche scientifique et à l’application de ces recherches dans l’industrie, autour de l’oxydation, des dépôts et de leurs croissances, ainsi que de leur modification par apport d’énergie dirigée (lasers, des faisceaux d’ions ou d’électrons, plasma…). cm

Vidéo

De l’eau qui ne mouille pas Julie Crockett, professeur au Department of Mechanical Engineering de la Brigham Young University, explique comment fonctionne un revêtement de surface hydrophobe. crockett

N°973ccFévrIEr 2015

industrie-techno.com

Vocabulaire professionnel c

COUCHE ÉPAISSE

COUCHE MINCE

PVD

CVD

PLASMA

AUTOHÉSION

Revêtement dont l’épaisseur est comprise entre quelques micromètres (10-6 m) et quelques millimètres (10-3 m).

Revêtement dont l’épaisseur est comprise entre quelques nanomètres (10-9 m) et un micromètre (10-6 m). Physical Vapor Deposition ou dépôts physiques en phase vapeur, regroupant les techniques d’évaporation thermique par effet Joule ou canon à électrons, la pulvérisation cathodique, l’épitaxie par jet moléculaire…

Chemical Vapor Deposition ou dépôts chimiques en phase vapeur, comprenant les techniques de décomposition d’effluents gazeux par la température ou par plasma.

Milieux gazeux ionisés. on distingue les plasmas chauds (étoiles, arcs électriques, soudage) et les plasmas froids (décharges contrôlées sous vide ou à pression atmosphérique). Ce sont ces plasmas froids qui nous intéressent dans le cadre des préparations de surface des matériaux.

Qualifie les mécanismes à l’origine du comportement adhésif de l’ePDM. La résistance de l’interface entre deux réseaux de cet élastomère est due à une diffusion très lente des chaînes conduisant à la combinaison d’une forte ramification des macromolécules et d’un taux élevé d’enchevêtrements.

D.R.

Bibliographie Bases scientiﬁques et état de l’art

SA LO N 10 0 % P RO F E S S I O N N E L , 10 0 % S O LU T I O N S C O N N E C T É E S

15 16 I SEPTEMBRE 2015 CITÉ INTERNATIONALE

Ce document est édité par

L Y O N

www.iconnect-exhibition.com

LA FABRIQUE DE L’INNOVATION ccTHIBAUT DE JAEGHER DIRECTEUR DE LA RÉDACTION

tdejaegher@industrie-technologies.com

EXPÉRIENCE, PARTAGE, INSTANTANÉITÉ: les autres tendances de l’innovation

cc Le

partage

Uber, Airbnb, Blablacar (2) mais aussi l’open innovation, le crowdfunding, le crowdsourcing… L’économie du partage s’impose. Les industriels, qui aiment « faire maison » et contrôler ainsi la chaîne de valeur devront apprendre à s’ouvrir. Pas seulement pour capter la richesse produite par d’autres mais aussi pour offrir une partie de la leur, comme vient de le faire Toyota avec ses brevets ou Tesla (3) l’an dernier. Une ouverture qui impose d’avoir bien situé son propre avantage compétitif.

N°973ccFÉVRIER 2015

L’expérience

Hier, la question que toute entreprise se posait était simple : « Quel produit ou service dois-je proposer à mon marché ? » Cette question est désormais dépassée. Toute organisation doit désormais se demander « Quelle expérience vais-je faire vivre à mon client ? » Un peu à l’image de Michelin qui, dans l’aviation, ne vend plus de pneus mais des nombres d’atterrissage/ décollage réussis. cc

L’instantanéité

Amazon, Uber (4) et tous les acteurs de l’économie « à la demande » ﬂattent notre impatience naturelle et alimentent l’attente de produits ou services présents (ou performants) sur plusieurs fronts, en accès immédiat. Ils ont créé un besoin : celui du « tout, tout de suite ». Cette instantanéité est même devenue un standard de service dans certains secteurs, comme la vente de livres à domicile (5), avec les livraisons en moins de 24 heures d’Amazon. Expérience, partage, instantanéité voilà les trois ingrédients parmi quelques autres à ajouter à votre stratégie d’innovation. Chacun d’eux touche tous les secteurs et oblige à repenser son activité pour la recentrer sur la mission originelle de son entreprise… en faisant abstraction des contraintes liées aux outils. cm

BRUNO LEVY POUR IT ; REUTERS ; LA POSTE ; D. R.

bjets connectés, big data, impression 3D, fablab… Ces stars du salon de l’électronique grand public, le CES (1), qui s’est déroulé en janvier à Las Vegas, concentrent tous les regards des observateurs. Acérés, ces regards ont cependant tendance à se pencher sur les outils, plutôt que sur les usages. Est-ce notre culture d’ingénieur ? Notre incapacité à penser l’innovation en dehors d’une logique technologique ? Notre attachement aux sciences dites « dures » ? Nous laissons souvent de côté d’autres constituantes de l’innovation. Que l’on ne s’y trompe pas, ce sont bien les évolutions sociétales qui imposent ou discriminent telle ou telle technologie, en facilitent l’adoption ou le rejet. Tentons donc d’en distinguer trois.

MARDI 9 JUIN 2015 Paris

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