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NOTRE CLASSEMENT EXCLUSIF DES ÉCOLES D’INGÉNIEURS

N°977-978ccJUIN 2015- 16,50

www.industrie-techno.com

DATA AIRLINES

Comment les données vont réinventer l’aéro ccPAGE 22

UN HOMME, UNE TECHNO ccPAGE 4

CAHIER TECHNIQUE ccPAGE 57

Il a révolutionné l’imagerie médicale

Simulation numérique des matériaux

Jacques Souquet, fondateur de Supersonic Imagine

Cap sur l’échelle nano

DU MODÈLE

À L’APPLICATION

Comment créer le meilleur design et partager votre expertise en simulation ?

grâce à de puissants outils de calculs. avec des applications facilement partageables. comsol.fr/5.1 PRODUCT SUITE › COMSOL Multiphysics® › COMSOL Server™ ELECTRICAL › AC/DC Module › RF Module › Wave Optics Module › Ray Optics Module › MEMS Module › Plasma Module › Semiconductor Module

MECHANICAL › Heat Transfer Module › Structural Mechanics Module › Nonlinear Structural Materials Module › Geomechanics Module › Fatigue Module › Multibody Dynamics Module › Acoustics Module

FLUID › CFD Module › Mixer Module › Microfluidics Module › Subsurface Flow Module › Pipe Flow Module › Molecular Flow Module

CHEMICAL › Chemical Reaction Engineering Module › Batteries & Fuel Cells Module › Electrodeposition Module › Corrosion Module › Electrochemistry Module MULTIPURPOSE › Optimization Module › Material Library › Particle Tracing Module

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EDITO

Révolutions françaises

ccMURIEL DE VERICOURT RÉDACTRICE EN CHEF

THOMAS GOGNY POUR IT

mdevericourt@industrie-technologies.com

Dix, pas un de plus. C’est donc le nombre auquel Emmanuel Macron a choisi de ramener les priorités industrielles pour la France, en regroupant les 34 plans de son prédécesseur autour de marchés potentiels. Le ministre a mis l’accent sur une initiative transversale, « matrice » de toutes les autres : « l’industrie du futur ».

Les neuf autres dessinent les contours de ce futur. Et à y regarder de plus près, on y distingue deux lignes de force, deux ferments incontournables de la révolution industrielle que nous sommes en train de vivre, deux lames de fond qui joueront un rôle déterminant dans l’avenir des entreprises.

D’une part, le numérique, avec la médecine du futur (c’est-à-dire, entres autres, connectée), l’économie des données, les objets intelligents et la confiance numérique. D’autre part, la tran- Numérisation sition énergétique, avec les nouvelles res- et transition sources, la ville durable, les transports de énergétique demain (c’est-à-dire, entre autres, moins dépendants du pétrole), la mobilité écolo- sont les deux défis gique, et l’alimentation intelligente (c’est- de notre siècle. à-dire, entre autres, durable). Transition énergétique et transition numérique sont les deux mamelles (les deux challenges et les deux planches de salut) de la nouvelle France de l’industrie, pourrait-on résumer en parodiant Sully.

On ne dirait pas tout si l’on n’évoquait pas les liens qui unissent ces deux défis de notre siècle. Exemples : les logiciels de pilotage de la consommation énergétique des sites de production, la conception de data centers plus verts, l’analyse des big data pour diminuer la consommation en carburant des avions ou encore, bien sûr, les réseaux électriques intelligents. Autant d’exemples à haute teneur en technologies, sur lesquelles la France possède un vrai savoir-faire. Autant de révolutions made in France à inventer. cm

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UN HOMME, UNE TECHNO

Il a révolutionné l’imagerie médicale En créant la plate-forme échographique Aixplorer et sa technologie Shearwave, Jacques Souquet a offert aux médecins la possibilité de mesurer en temps réel et de façon non invasive la dureté des tissus, et donc d’identifier ceux potentiellement malades.

ui aurait pu imaginer que ce jeune thésard de l’université de Stanford (états-Unis) en technologie laser allait devenir le grand spécialiste français de l’imagerie médicale par ultrason ? « C’est un concours de circonstances qui m’a fait évoluer dans les ultrasons plutôt que dans l’optique », s’amuse Jacques Souquet. Qui se souvient d’avoir entendu : « Va dans le laboratoire d’à côté, ils font de l’ultrason. Ce sont des ondes qui se propagent, ce n’est pas très loin de l’optique. » Un conseil qui l’a mené loin : l’homme a fondé en mars 2005 une entreprise spécialisée dans le secteur de l’imagerie médicale qui mise justement sur les ultrasons.

Supersonic Imagine, troisième projet entrepreneurial de Jacques Souquet, conçoit et commercialise une plateforme échographique, Aixplorer, permettant de détecter et caractériser, grâce à une technologie baptisée Shearwave, les tissus

Q

palpables et non palpables des pathologies cancéreuses du sein, du foie, de la prostate ou encore de la thyroïde. Dans le cadre de l’imagerie du sein, Aixplorer a démontré que l’utilisateur pouvait réaliser un meilleur tri des patientes et réduire de 50 % les biopsies inutiles. cc La

puissance de calcul des jeux vidéo au service de la médecine

Pour ce faire, la technologie utilise deux types d’ondes – ultrason et cisaillement – qui permettent de visualiser et mesurer en temps réel la dureté ou l’élasticité des tissus de manière non invasive. Son principe ? La propagation d’une onde de cisaillement, lente, est mesurée grâce à une autre onde de compression, ultrarapide (voir encadré). Le coup de génie de ses inventeurs ? Être allé chercher dans un tout autre univers, celui des jeux vidéo, la puissance de calcul dont ils avaient besoin. La société a reçu dernièrement l’autorisation de commercialiser

cc Deux onDes pour sonDer les tissus Pour analyser les lésions du sein (sur l’image ci-contre), la technologie Shearwave permet d’évaluer et de mesurer la dureté des tissus en temps réel. Le code qui a été choisi est « rouge c’est très dur » et « bleu c’est mou ».

Pour extraire cette information, on envoie deux ondes dans le tissu : une onde de cisaillement et une de compression. La première onde, en se propageant à 10 m/s (mètres par seconde) va cisailler le tissu.

Pour pouvoir mesurer la propagation de cette onde lente dans le tissu, on envoie une seconde onde extrêmement rapide – 1 500 m/s – qui compresse le tissu. Cette rapidité est permise par l’utilisation de la puissance de calcul (20 000 images par seconde) de cartes graphiques dédiées aux jeux vidéo.

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deux nouvelles sondes Aixplorer : l’une étant dédiée au diagnostic musculotendineux et au diagnostic du sport et l’autre servant à percevoir clairement les flux sanguins du cerveau par voie transcrânienne du Doppler. L’acquisition ultrarapide du signal permet également de visualiser des flux sanguins au niveau microscopique par exemple dans le cerveau d’un nouveau-né.

Jacques Souquet n’en est pas à son coup d’essai. Sa première création d’entreprise remonte à la fin des années 1970, dans la droite ligne de ses recherches sur les lentilles pour microscope acoustique. Le jeune homme sortait alors de sa thèse sur les essais non destructifs permettant de caractériser l’état des structures et matériaux sans les dégrader. à ce moment-là, des entreprises telles que IBM et Motorola étaient ses principaux clients.

Deux ans plus tard, il vend la technologie à une société créatrice d’un microscope combinant vision optique et acoustique. Comme ces connaissances étaient applicables au domaine médical, Jacques Souquet s’est rapidement orienté vers l’imagerie médicale. Il entre chez ATL Ultrasound, une société basée à Seattle (états-Unis), en tant que responsable technologique et scientifique.

C’est à ce moment-là que mûrit l’idée d’un échographe portable. Il crée alors une seconde société, Sonosite. Le succès est au rendez-vous. « Sonosite avait une base installée de 90 000 échographes dans le monde, et était numéro trois de l’ultrason sur le marché américain. Elle a été rachetée par Fujifilm à hauteur de 1 mil-

D.R.

Jacques Souquet, fondateur de Supersonic Imagine

Jacques souquet

P. guItEt PouR InDuStRIE Et tEChnoLogIES

c’est par le biais d’une thèse sur le contrôle non destructif (cND) à l’université de stanford dans les années 1970 que le physicien s’est orienté vers l’imagerie médicale. avec ses innovations, l’homme a su conquérir le marché américain.

Le 30 mars 2005, il crée supersonic Imagine, la troisième d’une série d’entreprises à succès, pour développer son échographe portable aixplorer.

liard de dollars. » Il devient alors responsable stratégique et technologique de Philips Medical (qui a racheté ATL en 1998) jusqu’en 2004.

Jacques Souquet imagine alors développer un échographe – Aixplorer – en combinant deux technologies. L’une a été prototypée par son collègue physicien Mathias Fink : « Il avait observé qu’en utilisant des ultrasons, on pouvait remplacer la palpation manuelle ». L’autre – une carte graphique nVidia – est issue du jeu vidéo et permet d’augmenter les performances du prototype. « L’utilisation de cette technologie dans l’architecture de l’échographe a permis de réduire la composante hardware tout en intégrant une puissance de calcul permettant d’acquérir les données en provenance du tissu à une cadence 200 fois

plus élevée – soit 20 000 images par seconde – que les autres appareils sur le marché. Côté hardware, nous sommes passés d’une vingtaine de cartes électroniques à trois cartes. » cc Rendre

l’appareil plus compact pour aller sur le terrain

Un pari osé, mais réussi. « Aujourd’hui, nous sommes toujours sur la technologie du jeu vidéo. L’évolution du développement dans le domaine du jeu vidéo permet une performance intrinsèque plus élevée qu’au départ. C’est notre signature, c’est breveté et la concurrence n’est pas encore dedans. On est véritablement les seuls à savoir faire ça. » Une suprématie technologique qui permet à la société de songer désormais au marché chinois : « à l’horizon 2020, la Chine va représenter

25 % du marché de l’imagerie médicale.

Et cette imagerie est un outil privilégié dans ce pays : pas chère, facile d’utilisation, elle s’adresse à plusieurs pathologies (cancer du sein, hépatite B, fibroses, etc.).

Nos ambitions de croissance ne peuvent pas se faire sans la Chine. » Autre perspective : rendre le produit plus compact, en passant d’une plateforme de 1,20 m de hauteur à la taille d’un ordinateur portable. Une version qui pourrait alors être transportable sur le terrain… ou dans les couloirs d’un centre hospitalier : « Aujourd’hui, on déplace le malade vers la salle d’imagerie. Là, on déplacerait le système d’imagerie dans la chambre du malade. » cm ccséverine fontaine redaction@industrie-technologies.com

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SOMMAIRE

EN COUVERTURE

TENDANCES

PRODUCTION

Les métaux anoblissent l’impression 3D

cc PAGE 8

TRANSPORT

Un camion autonome dans le Nevada cc PAGE 12

BIOMÉTRIE

L’oreille aussi a son mot à dire

cc PAGE 13

AUTOMOBILE

Le diesel passe au vert

cc PAGE 14

BIOMIMÉTISME

La peau d’oignon transformée en muscle

cc PAGE 15

RÉALITÉ AUGMENTÉE

Des lunettes pour les conducteurs de Mini

cc PAGE 16 ÉNERGIE

Microgénérateur pour objets connectés

cc PAGE 17

C’EST PAS NOUVEAU, QUOIQUE…

L’Airbus qui défie la pesanteur

cc PAGE 18

SPÉCIAL BOURGET

DATA AIRLINES

Comment les données vont réinventer l’aéro Les technologies du big data investissent tous les métiers de l’aéronautique.

Nous avons mené l’enquête sur cette déferlante dans ce numéro spécial Bourget.

Découvrez-en les promesses, de la conception à la maintenance, de la production à la maîtrise de la consommation ou la gestion du trafic. cc PAGE 22 AÉRONAUTIQUE

SÉCURITÉ

MAINTENANCE

Le big data aux manettes

Vers la fin des boîtes noires

Du correctif au prédictif

CHEZ AIRBUS

GESTION DU TRAFIC

Les données mises à profit

Numériser pour optimiser

cc PAGE 24

cc PAGE 34

INDUSTRIE-TECHNO.COM

ENQUÊTE EXCLUSIVE Les 100 écoles d’ingénieurs les plus innovantes cc PAGE 20

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cc PAGE 38

SIMULATION

Affiner les modèles pour gagner en précision

cc PAGE 30

cc PAGE 36

cc PAGE 40

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

MATÉRIAUX

Les plastiques recyclés montent en gamme cc PAGE 42

NOUVEAUTÉS

Notre sélection de produits classés en 6 secteurs de référence cc PAGE 46 à 55

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 Philippe Passebon (9481)(Énergie, environnement, électrotechnique et sécurité) Juliette Raynal (9421) (Numérique, électronique, informatique), Didier Ragu (9435) (Nouveaux produits) ONT COLLABORÉ À CE NUMÉRO Guillaume Lecompte-Boinet, Séverine Fontaine et Emmanuelle Lesquel 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

Modéliser la mise en forme des matériaux Le matériau numérique met le cap sur l’échelle nano cc PAGE 57

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) Directrice Marketing direct et diffusion Laurence Vassor Marketing direct abonnements Isabelle de Goüyon Matignon Gestion abonnements Nadia Clément 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

R&D L’innovation venue du passé cc PAGE 66

CRÉDITS PHOTOS COUVERTURE : P. GUITTET ; D.R. SOMMAIRE : 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

Production Les métaux anoblissent l’impression 3D

pparues il y a une trentaine d’années sous le vocable de prototypage rapide, les techniques de fabrication additive, souvent appelées impression 3D, frappent depuis quelque temps à la porte des ateliers. Elles consistent à fabriquer, couche par couche, par ajout de matière, un objet physique à partir d’un objet numérique.

Initialement utilisées uniquement pour réaliser rapidement des prototypes, elles ne sont plus aujourd’hui cantonnées à des plastiques spécifiques. Ce qui leur a permis de «gagner du galon», en étant désormais mise à profit pour réaliser non seulement des outillages destinés à aider la production mais aussi des pièces de série pour les produits finaux, en plastique parfois technique ou en métal.

Airbus vient ainsi d’annoncer qu’il avait imprimé en 3D plus de 1000 pièces destinées à des A350 XWB. Ce qui a permis à l’avionneur d’augmenter la flexibilité de sa chaîne d’approvisionnement pour respecter ses délais de livraison. Ces pièces sont imprimées sur des machines Stratasys utilisant la technologie d’extrusion de fil (Fused Deposition Modeling - FDM). Le matériau utilisé est un thermoplastique offrant un rapport résistance-poids élevé, l’Ultem 9085, certifié conforme aux spécifications de matériaux d’Airbus et aux normes FST (inflammabilité, fumée et toxicité).

Outre les bonnes caractéristiques mécaniques des pièces, ce mode de fabrication permet à Airbus de réduire significativement les délais et les coûts de fabrication.

A

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Le motoriste pour hélicoptères Turbomeca a, quant à lui, annoncé en début d’année avoir doté son site de Bordes (Pyrénées Atlantiques) de capacités de fabrication additive par fusion sélective de poudre métallique par laser (SLM) avec des machines EOS. Celles-ci sont utilisées pour fabriquer des injecteurs de carburant destinés au moteur Arrano. Ce procédé de fabrication sera également utilisé pour fabriquer les tourbillonneurs de la chambre de combustion du moteur Ardiden 3.

Le processus de fabrication s’en trouve simplifié. Un injecteur de carburant classique est constitué d’une douzaine de pièces différentes. Celui de l’Arrano est constitué d’une seule pièce et se distingue par des fonctions de refroidissement et d’injection avancées. Le motoriste utilise pour ces pièces des poudres de superalliages métalliques à base de nickel. cc Un

marché en croissance de 35%

Deux exemples qui illustrent le dynamisme du marché mondial de la fabrication additive, qui représentait 3,6 milliards d’euros en 2014, en croissance de 35%, avec une cinquantaine de fournisseurs de machines et une centaine de prestataires de services, selon l’étude annuelle de l’expert reconnu du secteur, Terry Wohlers. Ce marché se répartirait équitablement entre le matériel, le logiciel et les matières premières d’une part et les services d’autre part. Il devrait continuer à croître, prédit Terry Wohlers au même rythme jusqu’en 2020, ce qui lui ferait dépasser la barre des 17,8 milliards, à

FABRICATION SOUSTRACTIVE

Les machines-outils traditionnelles fabriquent des pièces par enlèvement de matière.

rapprocher des 53,4 milliards du marché mondial de la machine-outil soustractive.

«La partie fabrication additive métallique représente actuellement environ 20% de ce marché total, mais avec une croissance encore plus forte», estime de son côté Gilles Allory, responsable des activités fabrication additive au Cetim. «Si dans les années 2006 à 2010, il se vendait une grosse centaine de machines par an dans le monde, nous avons dépassé la barre des 500 machines vendues en 2014.»

De fait, le marché de la fabrication additive métallique foisonne autour de cinq grandes catégories de technologies. L’impression 3D où des couches successives de poudre métallique sont agglomérées par un liant organique projeté par une rampe d’impression multijets. La pièce obtenue est ensuite frittée, ce qui élimine le liant et

D.R.

La fabrication additive de série, notamment métallique, commence à séduire les industriels. Les acteurs et les technologies sont nombreux et de nouveaux entrants comme les constructeurs de machines-outils s’y intéressent. Une révolution qui va aussi obliger les bureaux d’études à concevoir autrement leurs produits.

TENDANCES

LE MATCH FABRICATION ADDITIVE

c Poids du marché 3,6 milliards d’euros en 2014 c Débit matière de 10 à 100 cm3/h c Rugosité Ra = 5 à 20 c Précision 0,1 à 0,5 mm c Volume de fabrication 0,02 m3 à 0,5 m3

c Poids du marché 53,4 milliards d’euros en 2014 c Débit matière Quasiment illimité c Rugosité Ra = 0,1 à 0,5 c Précision 0,01 à 0,05 mm c Volume de fabrication Quasiment illimité

agglomère les grains métalliques (ExOne, VoxelJet, SLS de 3D Systems, Digital Metal de Fcubic/Höganäs…). Toujours avec un lit de poudre, dans le procédé SLM cette fois c’est un laser qui balaye la surface et fusionne les grains métalliques (Concept Laser, EOS, Phenix Technologies de 3D Systems, Realizer, Renishaw, SLM Solutions, Prodway…) ou bien un faisceau d’électrons dans le procédé EBM (Arcam…).

grands de la machine-outil lorgnent l’impression 3D

D.R.

cc Les

Une autre technologie consiste à projeter la poudre métallique au travers d’une buse concentrique à un faisceau laser qui vient la fusionner sur un substrat ou la couche précédente (Optomec, Trumpf, Beam…).

Enfin, le fabricant de matériels de soudage Sciaky propose des machines permettant

Les imprimantes 3D façonnent un objet physique à partir d’un fichier numérique.

Elles fonctionnent par ajout de matière couche par couche.

de déposer un fil de titane qui est soudé sur la couche précédente. «Ces différentes technologies ont toutes leur domaine préférentiel d’application, mais elles sont à des degrés de maturité différents. Il faut donc savoir ce que l’on veut obtenir, pourquoi et à quel prix », prévient Gilles Allory. Par exemple, le système de Sciaky produit rapidement des pièces de grandes dimensions, mais avec un état de surface grossier. En revanche, le «brut ouvragé» ainsi obtenu deviendra rapidement une structure aéronautique avec un minimum d’usinage, sans commune mesure avec les 95% de copeaux lorsque l’on taille la pièce dans la masse.

Pour le moment, seul Stratasys dans les ténors de l’impression 3D n’a pas encore d’offre métallique. «Pour le moment nous travaillons avec des prestataires que nous avons acheté tels Red Eye, Solid Concepts

ou Harvest Technologies, mais cela semble être dans l’évolution logique de notre offre», confie Patrick Kieffer, responsable marketing de la filiale française. « On est encore loin d’avoir atteint les limites de ces technologies et il est certain que les machines qui seront au top dans cinq ans n’existent pas encore. Il ne faut donc pas que les industriels cherchent à investir dans la pérennité. Il faut qu’ils investissent dans l’innovation, la productivité et la rentabilité immédiate, même si cela passe par une prise de risques, sous peine de laisser passer le train et de se faire distancer», estime Gilles Allory.

D’autant plus qu’il est difficile d’imaginer quels seront à terme les leaders du marché. Aujourd’hui il s’agit des inventeurs de ces technologies novatrices ou des leaders du marché du prototypage rapide,

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TENDANCES

Fabriquer la tête en bas c La

mais les constructeurs traditionnels de machines-outils commencent à lorgner ce marché prometteur qui grignote rapidement leurs positions établies. Ainsi, le numéro un mondial de la machine-outil, l’allemand DMG Mori, a annoncé une machine hybride, la Lasertech, qui couple une fraiseuse 5 axes et un système de fabrication additive à frittage de poudre métallique. La même pièce pourra ainsi bénéficier des deux technologies. Le japonais Matsuura a fait de même avec sa Lumex Advance, tout comme Mazak avec son Integrex.

D’autres fabricants de machines-outils ou d’accessoires ont quant à eux préféré faire l’acquisition de technologies ou passer des accords tels Renishaw, ou encore s’adosser à de grands groupes industriels, tels les français Beam avec Five ou Optoform avec Gorgé pour devenir Prodway. Et il y a fort à parier que ce grand «mercato» n’est pas terminé. «Aujourd’hui, le cœur de ces technologies est au point, même si des progrès sont encore à venir. En revanche, il va falloir faire progresser ces machines et véritablement les industrialiser pour qu’elles atteignent les mêmes niveaux de perfor-

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Le procédé Clip de Carbon 3D basé sur une impression en continu permet de fabriquer des objets très rapidement.

est transparent et l’insolation se fait par en dessous.

Troisième innovation, le fond est perméable à l’oxygène de l’air pour garder une couche de 30 µm toujours

mance et de service dans le temps que des machines-outils traditionnelles, afin de pouvoir les insérer dans des lignes de production de série avec la même fiabilité.

D’où l’intérêt des rapprochements avec les constructeurs de machines-outils et les industriels», prévient Georges Taillandier, président de l’Association française du prototypage rapide (AFPR), qui s’occupe aussi de fabrication additive. cc Adapter

la conception à ces nouvelles machines

Il est aussi certain qu’il va falloir apprendre à utiliser et à maîtriser ces machines de nouvelle génération. Mais il faudra aussi que les bureaux d’études sachent tirer parti des nouvelles possibilités de production qui leur sont offertes, pour se montrer innovants au niveau conception, en profitant des formes complexes réalisables pour optimiser la topologie et la masse de leurs pièces, en réduisant le nombre de pièces et les assemblages nécessaires, ou en les personnalisant. Faute de quoi la fabrication additive perdrait beaucoup de son intérêt et serait plus chère que la fabrication traditionnelle.

liquide. C’est à la surface de cette couche que la résine polymérise. Il n’y a donc plus de temps d’attente entre chaque couche, le processus se déroule en continu et la pièce est extraite du bain par le haut.

Cette technologie serait 100 fois plus rapide que la stéréolithographie et 25 fois plus rapide que l’impression par jet de photopolymères.

Autodesk vient d’investir 8,9 millions d’euros dans le projet pour une commercialisation prévue en 2016.

Reste que la révolution de la fabrication additive est peut-être encore à venir. «Il va falloir, dans un premier temps, progresser sur la métallurgie et le traitement thermique des poudres utilisées, qui sont soumises à de multiples variations de températures, ainsi que d’états cristallins et pour cela développer de nouvelles modélisations numériques», estime Gilles Allory.

Mais il va aussi falloir réfléchir à la nature même du matériau utilisé et à sa texture. « Rien n’empêche d’imaginer une machine qui serait capable de les faire évoluer en continu. On pourrait imaginer une pièce où le métal massif ferait peu à peu place à une mousse métallique pour se terminer en nid d’abeilles. On pourrait aussi imaginer des textures très rigides dans une direction et souples dans une autre, voire une évolution continue de la nature cristalline du matériau en fonction des caractéristiques recherchées dans les différentes zones de la pièce. Les années à venir vont être passionnantes », conclut Georges Taillandier. cm cc Jean-François Prevéraud jfpreveraud@industrie-technologies.com D.R.

start-up américaine Carbon 3D renverse les rôles en impression 3D. Elle utilise dans son procédé Clip (Continuous Liquid Interface Production), une résine liquide qui est polymérisée par exposition à la lumière.

Première innovation, l’insolation ne se fait pas par balayage de la section de la pièce par un faisceau lumineux, mais grâce à un DPL (Digital Light Processor) qui insole en une fois l’ensemble de la section à l’aide de rayons UV. Deuxième innovation, le fond de la cuve de résine

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TENDANCES

Transport Un camion autonome dans le Nevada

Santé Une pilule contre l’obésité

Le+ Conduite accompagnée, plus sereine

Le+ Connectée

L’équipement de ce camion facilite la vie du conducteur.

L’heureux élu se nomme Inspiration Truck, un camion semi-autonome développé par Freightliner, une filiale américaine du constructeur automobile allemand Daimler. Son objectif est de réduire le stress et la fatigue des conducteurs lorsqu’ils se trouvent sur l’autoroute. Équipé de la technologie Highway Pilot, le camion embarque plusieurs caméras sur le pare-brise et des capteurs radars dans le pare-chocs, reliés au logi-

ciel Adpative Cruise Control développé par Mercedes. Un premier radar longue portée balaye la route à 18 degrés sur 250 mètres, tandis qu’un radar courte portée scrute l’environnement sur 70 mètres à 130 degrés. Une dernière caméra, fixée sur le tableau de bord, analyse le marquage au sol et le relief. L’Inspiration Truck atteint le niveau 3 de l’échelle d’automatisation établie par l’agence fédérale américaine chargée de la sécurité routière, soit le même niveau que la Google Car. cc J. R.

Environnement Un nez qui visualise la pollution

cc EN BREF

Énergie Batterie à hydrogène tout en un

Le+ Modularité

Elle est cinq fois plus puissante qu’une pile à combustible classique.

La pile Electroself, de la société italienne Electro Power System, combine la production d’hydrogène par électrolyse, son stockage, Electroself, la première et sa conversion en électricité. pile à combustible Ses performances sont liées entièrement autoà son électronique de contrôle alimentée en hydrogène. et de puissance, qui permet l’intégration optimale des composants. Les piles sont alimentées directement avec de l’oxygène et de l’hydrogène produit par un électrolyseur alcalin avec un haut niveau de pureté. L’architecture ouverte du système permet de moduler le nombre de cellules en fonction des besoins. cm

Sélectionné par le

Le nez électronique Neoz d’Aryballe technologies joue la synesthésie. Pour détecter les polluants, il ne s’intéresse pas à leur formule chimique, mais à produire leur «image».

Les composés organiques volatils s’attachent furtivement aux récepteurs de Néoz et leur réflectivité sert à produire une image combinant des points gris, noirs ou blancs, sur le modèle d’un code-barre, qu’il est possible de comparer aux signatures préalablement enregistrées dans la base de données. Commercialisation prévue début 2016. cm Le+ Compacité

Ce nez électronique portable est basé sur un multicapteur chimique.

DAIMLER ; D.R.

L’État du Nevada a délivré sa première plaque d’immatriculation « véhicule autonome ».

Il n’y voit que du feu. L’estomac se laisse duper par le prototype de pilule développé par la start-up israélienne Melcap, qui réussit à lui faire croire qu’il est plein. À l’aide d’un aimant externe, la pilule, une fois ingérée, est placée près du nerf vague, qui joue un rôle clé dans le processus de satiété.

Elle absorbe les liquides digestifs et grossit. Une connexion sans fil permet ensuite d’activer la pilule à l’aide d’un smartphone. Après avoir reçu les signaux, la pilule envoie des impulsions électriques aux muscles de la paroi gastrique, afin de stimuler l’organe et de donner au patient le sentiment « d’être plein » pour qu’il arrête de manger.

Biodégradable, la pilule peut rester dans l’estomac du patient et être activée pendant 21 jours. ccJ. R.

d’Intelligence Technologique

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TENDANCES

BiomÊtrie L’oreille a aussi son mot à dire

D.R.

Nos oreilles, poings ou paumes prÊsentent aussi une empreinte unique lorsqu’on les presse sur une surface.

Le+ Peu coĂťteux

Yahoo entend en proďŹ ter pour fournir un nouveau moyen facile et peu coĂťteux de sĂŠcuriser les tĂŠlĂŠphones, ne nĂŠcessitant que l’Êcran tactile capacitif dont sont ĂŠquipĂŠs tous les smartphones. Ce type d’Êcran est recouvert d’une surface de verre parcourue par une grille ĂŠlectriquement chargĂŠe. Lorsqu’une partie du corps touche l’Êcran, il y a une perte de charge ĂŠlectrique Ă ce point prĂŠcis, de sorte qu’il est possible d’identiďŹ er le point de contact. Une technologie bien moins coĂťteuse que les capteurs d’empreintes digitales classiques, qui sont ĂŠgalement des scanners capacitifs dotĂŠs d’une haute rĂŠsolution. BodyPrint compense la faible rĂŠsolution des ĂŠcrans par une surface plus grande appliquĂŠe Ă une partie du corps humain plus importante, et en acceptant un nombre supĂŠrieur de faux rejets, quitte Ă demander Ă l’usager de rĂŠessayer, pour s’assurer qu’il s’agit bien de la bonne personne. cc P. P.

L’empreinte de l’oreille : un nouveau moyen facile et peu coÝteux de sÊcuriser les tÊlÊphones.

cc EN BREF

Conception L’impression 3D pour les enfants Le+ IntuitivitÊ Mattel et Autodesk comptent donner aux enfants les moyens d’exprimer leur imagination. Le gÊant L’imprimante qui permet du jouet et l’Êditeur de CAO aux enfants associent les deux univers d’imprimer pour crÊer une sÊrie le jouet d’applications qui permettra de leurs rêves. aux enfants d’imaginer, de concevoir et de personnaliser leurs propres jouets pour leur donner une existence physique grâce à l’impression 3D. L’initiative reposera sur Spark, la plate-forme logicielle ouverte dÊdiÊe à l’impression 3D d’Autodesk. cm

TENDANCES

Automobile Le diesel passe au vert Le+ Bilan carbone

Quelques millilitres d’e-diesel testés avec succès dans une chambre de combustion.

L’usine de Sunfire Sunfire à Dresde (Allemagne) produit ses premiers litres d’e-diesel pour le compte d’Audi.

But : aligner le bilan carbone des véhicules diesels sur celui des véhicules électriques, du puits à la roue.

En revanche, le constructeur ne supprime pas le rejet de particules fines. Audi utilise de l’électricité produite à partir de ressources renouvelables pour produire de l’hydrogène par électrolyse de l’eau. Il le mélange avec du dioxyde de carbone (CO2). Le mélange du CO2 et de l’H2 produit, sous pression et à haute température du monoxyde de carbone (CO), de l’hydrogène et de

l’eau, à partir desquels est synthétisé un liquide énergétique, le Blue Crude, du «brut bleu» comparable au pétrole brut, mais qui ne contient plus de soufre ni d’hydrocarbures aromatiques. Le produit est ensuite raffiné pour devenir de l’e-diesel, qui peut être mélangé à du diesel classique ou utilisé pur, dans un moteur classique. cc P. P.

2mm

C’est la taille du plus petit ordinateur au monde, développé par des chercheurs de l’université de Michigan. Il peut prendre des photos, lire, enregistrer et transférer des données de température et de pression.

Production Les fabrications additive et soustractive réconciliées Le+ - 30 % sur les coûts de production

défi pour les industriels en termes d’équipement, de coût de matière, et de temps de préparation et d’usinage, les machines de grande taille étant très onéreuses. Mecachrome, le Cirtes SRC, MPM, Evatec Tools, Missler Software, le Cetim et l’Inori ont décidé de se regrouper autour du projet Dry to fly, afin de développer une cellule de fabrication soustractive intelligente. Celle-ci combine une architecture machine modulaire, des outils avancés pour l’usinage assisté par cryogénie, des stra-

tégies de fabrication soustractive et additive par stratoconception, une préparation de la matière par un système de découpe permettant des imbrications 3D et le pilotage de l’usinage en temps réel assisté par la surveillance de l’usinage. L’aéronautique, le spatial, l’énergie, le transport ou encore l’outillage font parties des marchés ciblés. cc J.-F. P.

Sélectionné par le

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Une fabrication hybride (soustractive et additive par stratoconception) accélère l’industrialisation des pièces de grande taille.

D.R.

Usiner des pièces en alliages métalliques de plus d’un mètre? C’est un

TENDANCES

Biomimétisme Une peau d’oignon transformée en muscle

D.R.

Les chercheurs de l’université de Taïwan ont transformé de l’épiderme d’oignon en muscle. Alchimie ? Pas tout à fait… ils

Le+ Souplesse

ont en fait lyophilisé la couche située en dessous de la membrane extérieure, naturellement sensible aux stimuli électriques, avant de la tremper dans un acide sulfurique pour la rendre plus élastique. La peau d’oignon a ensuite été glissée entre deux couches de particules d’or reliées par une petite électrode. Ils ont ainsi obtenu la première cellule d’un muscle artificiel, capable de s’étirer à la suite d’une impulsion électrique de faible tension, puis de se contracter lorsqu’elle est soumise à une tension plus forte et de reprendre enfin sa forme initiale. Le prototype ne peut pour l’instant soulever qu’un poids de deux milligrammes. Une fois industrialisé, le procédé pourrait jouer un rôle clé dans le secteur émergent de la soft robotic, la conception de robots mous imitant des propriétés d’organismes vivants. cc J. R.

Ce premier muscle artificiel à base de peau d’oignon est capable de s’étirer.

cc EN BREF

Énergie Les fenêtres utilisent le vent et la pluie Le+ 130 milliwatts par m2 Une équipe du Georgia Institute of Technology a conçu un verre électrochromatique qui récupère l’énergie de la pluie et du vent.

Essai en laboratoire Celle de la pluie du verre sensible aux intempéries. est recueillie par effet triboélectrique. Une partie des électrons est transférée de la couche extérieure de la vitre à la goutte.

Celle du vent est collectée par une seconde couche grâce à des ressorts placés entre deux feuilles de plastique transparent qui se rapprochent sous l’effet du vent et génèrent ainsi de l’électricité. cm

TENDANCES

Le+ Assistance à bord

À l’occasion du salon de l’Auto de Shanghai, BMW a présenté un prototype de lunettes de réalité augmentée. Développée en partenariat

603

avec Qualcomm, elle vise à assister les propriétaires de Mini. Le dispositif baptisé Mini Augmented Vision affiche sur deux écrans HD une série d’informations de navigation, comme les limites de vitesse autorisées, les flèches de direction ou encore les points d’intérêt, sans occulter le champ de vision. Reliées à un smartphone via une connexion Bluetooth et une application dédiée, les lunettes permettent également au propriétaire de la voiture de répondre à des appels et de prendre connaissance de ses nouveaux messages par un système de dictée. En outre, la fonctionnalité baptisée « X-Ray » permet lors du stationnement ou en cas d’angles morts, de « voir » à travers les portes de la voiture grâce aux flux des caméras disposées à l’ex-

km/h

C’est la nouvelle vitesse record « sur rails » qu’a atteinte le prototype du futur train japonais à sustentation électromagnétique, le JR-Maglev (pour magnetic levitation). À cette vitesse, Paris serait seulement à 1 h 44 de Marseille !

térieur du véhicule qui sont projetés dans les lunettes. Mini Augmented Vision offre même la possibilité au conducteur de programmer sa destination avant de monter à bord de sa Mini, ou de retrouver plus facilement sa place de stationnement. cc J. R.

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Ces lunettes conçues pour la Mini offrent une vison maxi au conducteur.

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D.R.

Réalité augmentée Des lunettes pour les conducteurs de Mini

TENDANCES

Énergie Microgénérateur pour objets connectés Le+ Autonomie

Enerbee veut fournir de l’énergie aux objets connectés. La start-up française a

D.R.

combiné magnétisme et piézoélectricité dans un dispositif unique. Un mouvement actionne des aimants qui font varier le champ magnétique autour d’un matériau piézoélectrique. Celui-ci se déforme

Le système produit de l’électricité à partir des mouvements lents.

sous l’action de ce champ, générant de l’électricité. Indépendant du type de mouvement, le système fonctionne par exemple en cas de translation ou de rotation, lentes ou rapides et d’une amplitude allant de quelques millimètres à un centimètre. La technologie pourrait même fonctionner à travers les cloisons. Les capteurs d’Enerbee utilisent ensuite cette énergie pour transmettre des informations à distance, à commencer par une information sur le mouvement luimême. Le dispositif commercialisé depuis début 2015 a la taille d’un bouchon de bouteille d’eau de 2,5 cm de diamètre pour 1,2 cm de hauteur. Il pourrait intéresser les industriels en recherche de capteurs autonomes pour les mouvements lents. cc P. P.

cc EN BREF

Robotique Petits mais très costauds Le+ Puissance

La force de ce mini robot équivaut à celle d’un homme qui tirerait une baleine.

Des étudiants de l’université de Stanford se sont inspirés des geckos et des fourmis pour mettre au point de minuscules robots capables de tracter à la verticale 100 fois leur poids et à l’horizontale jusqu’à 2000 fois leur poids.

Les pieds de ces «microtugs» sont équipés d’un caoutchouc spécial qui s’étale pour augmenter la surface de contact au sol en fonction de la pression exercée.

Prochaines étapes: créer une flotte qui travaille en équipe et développer de plus grands robots. cm

TENDANCES

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

L’Airbus qui défie la pesanteur ovespace vient d’effectuer le premier vol scientifique de son nouvel Airbus A310 Zéro-G. Mais tout a commencé avec une Caravelle, il y a plus de trente ans.

Dès la fin des années cinquante, l’Europe et la France songent à l’espace. Le Centre d’essais en vol (CEV) de la Direction générale de l’armement (DGA) envisagent, à l’instar des États-Unis, d’utiliser un avion d’entraînement des astronautes reproduisant des conditions de microgravité pendant une vingtaine de secondes lors de vols paraboliques. Cette durée suffit pour tester certains équipements spatiaux.

Le projet n’aboutira qu’en 1984 avec une Caravelle du CEV, dont les premiers vols ont eu lieu en février 1989. Elle effectuera cinquante campagnes, soit 130 vols cumulant 4 000 paraboles et près de 24 heures d’impesanteur.

En 1996, un Airbus A300 B2 prend la relève. Plus gros, il accueille quarante passagers dans les 200 m3 dédiés aux expérimentations. Il peut reproduire les À gauche l’A310 Zéro-G. conditions de pesanteur marÀ droite la caravelle dont les premiers tienne (0,38 g) et lunaire (0,16 g), vols paraboliques ont eu lieu en 1989. ainsi que l’absence de gravité (0 g).

Il emmènera plus de 10 000 chercheurs en 112 campagnes totalisant plus de 6 000 heures de vol et environ 13 000 paraboles, soit 70 heures d’apesanteur cumulées.

Ces vols fatiguent 35 fois plus la structure de l’avion que les vols commerciaux, aussi dès 2010, un remplaçant est recherché pour réduire les coûts de maintenance. Le choix s’est porté sur un Airbus A310 de transport VIP de l’Armée de l’air allemande. Moins gros, il génère 50 % d’électricité de plus pour alimenter les expériences embarquées.

Cet A310 Zéro-G vient d’effectuer son premier vol avec quarante scientifiques, qui ont réalisé leurs expériences en apesanteur durant 31 paraboles. Il restera en service pendant une vingtaine d’années avec cinq à six campagnes de vols paraboliques par an. Et pas moins de six vols de quarante passagers seront de nouveaux ouverts au grand public cette année… moyennant 6 000 euros.

Et ça, c’est nouveau ! cm

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Retrouvez chaque mardi la chronique de Jean-François Prevéraud en vous abonnant à notre newsletter www.industrie-techno.com

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Sur notre site Internet, le meilleur de la R&D en temps réel Enquête exclusive Les 100 écoles d’ingénieurs les plus innovantes

Quelles sont les écoles les plus actives en matière de recherche ?

Lesquelles attirent les entreprises pour mener des projets R&D ?

Quelles sont celles qui accueillent le plus de doctorants ? Année après année, la rédaction d’Industrie & Technologies enquête auprès de l’ensemble des écoles d’ingénieurs pour déterminer la performance de ces établissements en matière d’innovation. Un palmarès exclusif qui montre que les écoles sont de plus en plus actives dans ce domaine. Peu à peu, elles apprennent à se regrouper de manière de plus en plus efficace pour valoriser la recherche menée au sein de leurs laboratoires. cm

Dossier La loi de Moore a 50 ans

c Depuis que Moore l’a prédit

il y a 50 ans, le nombre de transistors sur une puce double effectivement tous les deux ans, mais aujourd’hui cette loi s’essouffle.

Moore

Écoles

Portraits

Prospective Le pare-brise devient intelligent

Dans la voiture propre et connectée de demain, le pare-brise sera intelligent.

Le groupe Belron, auquel Carglass appartient, a dévoilé un rapport sur les grandes tendances qui s’appliqueront au vitrage automobile.

De plus en plus légères, les surfaces vitrées gagnent du terrain, et participent à la réduction de l’impact environnemental des véhicules. Demain, elles pourraient jouer le rôle de smartphone, de capteur de pluie grâce à des surfaces hydrophobes ou des ondes à haute fréquence qui rendraient les essuie-glaces obsolètes, de panneaux photovoltaïques, de caméra, ou encore d’écran pour un affichage tête haute… cm

Innovation 2030 c Les 16 lauréats

de la seconde phase du concours mondial de l’innovation 2030 ont été dévoilés.

Découvrez leurs projets.

Innovation 2030

Pare-brise

Interview Nicolas Colin Décryptage Internet n’a pas dit son dernier mot

Le chercheur Andrew Ellis, de l’université Aston de Birmingham, a obtenu un certain succès en prédisant un effondrement des réseaux en 2023 et un accaparement des ressources énergétiques par Internet du fait de l’explosion des volumes de données échangées. Contactés par la rédaction d’Industrie & Technologies, des spécialistes de la question nuancent ce scénario alarmiste, en soulignant qu’Internet, qui a déjà survécu à plusieurs annonces de mort imminente, s’adapte à ces évolutions. Les gestionnaires du réseau cherchent notamment à héberger les données plus près de l’utilisateur final pour diminuer l’utilisation de la bande passante ou à réduire la consommation énergétique, et en s’intéressant à l’ensemble du cycle de vie des équipements. cm

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The Family, une structure d’investissement dédiée aux start-up, il nous a livré sa vision de l’innovation. Pour lui, ceux qui parlent le plus d’innovation sont souvent ceux qui en font le moins…

The Family

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

d’Intelligence Technologique Des ingénieurs d’IBM ont mis au point un dispositif de détection des erreurs dues à la sensibilité des bits quantiques à la chaleur ou au magnétisme, un des principaux verrous à l’essor de l’informatique quantique.

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12/05/2015 09:34

Aéronautique

Le big data aux manettes ccPAGE 24

Simulation

Affiner les modèles pour gagner en précision ccPAGE 30

Sécurité

Vers la fin des boîtes noires ccPAGE 34

Chez airbus

Les données mises à profit ccPAGE 36

Maintenance

Du correctif au prédictif ccPAGE 38

Gestion du trafic

Numériser pour optimiser ccPAGE 40

EN COUVERTURE

Data airlines Comment les données vont réinventer l’aéro Les technologies du big data investissent tous les métiers de l’industrie aéronautique. Nous avons mené l’enquête sur cette déferlante, dans ce numéro spécial Bourget. Découvrez-en les promesses, de la conception à la maintenance, de la production à la maîtrise de la consommation, la gestion du trafic ou la sécurité.

ne académie des analytics chez gaspillage de carburant et en améliorant la Airbus Helicopters, une entité sécurité. Toujours en matière de sécurité, chez Safran, une nouvelle offre l’entreprise de télécommunications InmarMicrosoft dédiée à l’aéronauti- sat planche sur un service de « boîte noire que, un partenariat entre IBM et dans le cloud », pour récupérer directement Pratt & Whitney… Depuis quelques mois, les les données envoyées par l’avion lors de la initiatives liées à l’analyse des données se détection d’un événement catas­trophique, multiplient dans l’industrie aéronautique. Le au lieu d’avoir à retrouver a posteriori un secteur, qui a curieusement mis un peu de boîtier soumis à rude épreuve lors d’un crash. Côté maintenance, le temps à adopter les technobig data doit permettre de logies du big data, en fait basculer dans une approche désormais un axe stratégique prédictive, pour réduire le de développement. 61 % des temps d’immobilisation des acteurs de l’aéronautique en des acteurs l’aéronautique appareils. Enfin, outre des ont ainsi fait une priorité de ont fait gains de productivité, pour 2015, selon un rapport du big data l’adoption du big data fait de General Electric et Accen- une priorité évoluer les business models, ture. Bien gérer les gros volu- pour 2015 qui demain seront davanmes de données générées par tage centrés sur la disponil’industrie aéronautique dans son ensemble est en effet porteur de pro- bilité et l’usage que sur le seul produit. Des messes tous azimuts. Chez Airbus, le big data perspectives qui pourraient permettre à cerpermet, par exemple, de réduire la durée des tains acteurs de grignoter de nouvelles parts campagnes de vols d’essai tout en analysant de marché. Encore faut-il relever les défis un nombre croissant de paramètres. Le pro- technologiques associés, qui consistent à gramme européen Sesar (Single europen sky extraire, analyser et visualiser des données ATM research) doit, quant à lui, permettre dont le volume et l’hétérogénéité ne cessent d’optimiser le trafic aérien, en réduisant le de croître. cm

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Dans le « cave » du Centre de réalité virtuelle (Cirv) Saint-Nazaire les opérateurs d’Airbus sont immergés dans un environnement de travail totalement numérisé.

P. Guittet

61%

JUIN 2015ccN°977-978

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EN COUVERTURE

Aéronautique Le big data aux manettes Déjà producteurs de grandes quantités de données, les acteurs du secteur devront apprendre à les extraire, les visualiser et les analyser pour rester compétitifs. Un triple défi technologique, qui peut être relevé en misant sur les progrès de la science des algorithmes, la généralisation des technologies du cloud, et l’émergence de moteurs de classement et d’analyse comme Hadoop.

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n Everest de données… c’est la façon dont l’industrie aéronautique voit le big data. Les avions et leurs centaines de milliers de composants sont de fait des « objets » de plus en plus connectés. Un turboréacteur émet plusieurs téraoctets de données au cours d’un

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Les volumes de données s’envolent c L’aéronautique a toujours eu à traiter d’importantes quantités de données.

Mais les volumes augmentent aujourd’hui de façon exponentielle du fait de la multiplication des capteurs et la sophistication de plus en plus pointue des systèmes embarqués.

Utiliser judicieusement ces big data permet de gagner en productivité et en rentabilité.

1. Une évolution incontournable Un marché en plein boom 50

48,3

+ 40,5% /an

50 46 %

40

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30 24,6 20

10

28 %

29,6 %

Télécoms

Finance

12 % Automobile & aérospatial

Traitement du pétrole et du gaz

Pourcentage d’entreprises utilisatrices des technologies du big data en 2012, par secteur d’activités

17,5 12,4

10 6,3 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018

Chiffre d’affaires du marché mondial du big data, en milliards de dollars

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L’aéronautique à la traîne…

30 40

8,9

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vol ! Les capteurs sont notamment disséminés dans le fuselage, les pompes hydrauliques ou l’avionique. Mais les échelles changent : « Il va falloir passer au yottaoctet, soit 1 000 milliards de téraoctets », prévient Fabrice Bourdeix, vice-président stratégie, division systèmes d’information et de communications sécurisés de Thales.

Paradoxalement, l’industrie aéronautique, pourtant à la pointe en matière d’innovations, a mis un peu de temps à s’y atteler.

Airbus entame tout juste une démarche coordonnée à l’échelle du groupe sur le big data, même si certaines de ses filiales ont

…mais en passe de combler son retard

61%

des acteurs de l’industrie aéronautique ont fait du big data une priorité en 2015.

Vidéo

AéRONAUTiqUE

D. R.

Pour mettre à niveau ses connaissances avancé sur le sujet. L’avionneur vient d’ailleurs d’annoncer, s’être doté d’un « monsieur digital », en la personne de Frédéric Sutter, directeur du programme de la digitalisation du groupe. Safran vient, de son côté, de créer une entité chargée de coordonner la gestion massive des données, Safran Analytics. Chez Air France KLM, qui a une vraie problématique dans la maintenance des avions et le fret, le programme big data n’a été lancé qu’en novembre 2014, sous la direction de David Huck. « Dès que l’un de nos avions se pose, il se connecte à notre réseau Wi-Fi et émet des séries de données sur tous ses systèmes », détaille l’intéressé. Certains ont toutefois pris une petite avance, comme Thales. « Nous avons une force de frappe potentielle de 10 000 ingénieurs dédiés au digital et de 80 data scientists en France », annonce Fabrice Bourdeix.

C’est un des rendez-vous incontournables pour qui veut actualiser ses connaissances sur le traitement massif des données. Lors des conférences Strata + Hadoop, on parle outils, technologies et nouvelles architectures du big data.

Celles qui ont été organisées en 2014 ont été enregistrées en vidéo.

La prochaine conférence aura lieu à New York, du 29 septembre au 1er octobre 2015. L’organisateur, O’Reilly Media Inc, propose aussi des cycles de conférences sur la vélocité et les logiciels open source.

Strata+Hadoop

industrie-techno.com

2. L’émergence des big data 1987-1988

Essais de l’A320

12 000

paramètres analysés

« Le big data touche aujourd’hui tout le monde, y compris les PME, dans tous les domaines où les calculs sont importants », analyse Yannick Lejeune, directeur Internet du groupe Ionis. Maintenance prédictive, essais en vol, lean manufacturing, gestion du trafic aérien : les applications sont multiples. La science des algorithmes, la généralisation des technologies du cloud, et l’émergence de moteurs de classement et d’analyse comme Hadoop mettent désormais à la disposition des industriels une variété d’outils à faible coût. Par exemple, le système de cartographie du ciel Gaia (3 petaoctets de données à stocker) utilise une plate-forme Hadoop qui coûte cinq fois moins cher qu’une base de données relationnelle classique. « Dans le domaine de la maintenance, l’alliance entre le big data et la fabrication additive va consti-

3. Une source d’économies

20

téraoctets C’est la quantité de données générées en une heure par les moteurs d’un Boeing 737

Moins de

Les promesses du big data

+50% -20% de durée de vie des moteurs

de maintenance

9 téraoctets

de données recueillis 2013-2014

Essais de l’A350

670 000 paramètres analysés

450 téraoctets de données recueillis.

100

1 heure d’immobilisation au sol coûte 10 000,00 dollars À une compagnie aérienne.

-15%

de consommation de carburant lors de la montée de l’avion.

La réparation d’un moteur coûte 3 à 10 millions de dollars.

petaoctets de données C’est le « trésor » dont Boeing estime disposer

SOURCES : TRANSPARENCY MARKET RESEARCH, IDC, GENERAL ELECTRIC, ACCENTURE, AIRBUS, HP, BOEING, IBM, PRATT&WITHNEY, SAFETY LINE.

cc Juliette raYnal jraynal@industrie-technologies.com

cc inFoGraPHie GÉrarD QuÉVrin gquevrin@industrie-technologies.com

JUIN 2015ccN°977-978

25

EN COUVERTURE

Ghislaine Doukhan

tuer une rupture majeure », pronostique Massi Begous, directeur associé chargé du secteur aéronautique au sein du cabinet Roland Berger. À condition de relever les trois défis du big data : extraire, visualiser et analyser.

directrice de Safran Analytics

La création d’une division spécialisée dans le big data chez Safran, Safran Analytics, est relativement récente ?

G. D. C’est en effet assez récent puisque

nos premières réflexions ont démarré à la fin de 2013. L’essentiel de ce travail préparatoire, qui a abouti à la création de Safran Analytics en janvier 2015, a eu lieu en 2014. Dans l’aéronautique, nous recueillons énormément de données, sur le fonctionnement en vol de nos équipements, la maintenance ou les essais, entre autres. En fait, nous en collectons sans doute même plus que le secteur automobile. Exploiter ces données peut nous permettre de mieux comprendre nos clients et la façon dont ils utilisent nos produits.

Quelle est l’importance stratégique de cette activité pour Safran ?

G. D. Elle est fondamentale. À l’avenir, on

ne pourra plus vendre un produit sans apporter un package de services autour de ce produit, et sans gagner en performance. Et dans ces deux domaines, la donnée joue un rôle central. Les applications sont multiples : cela peut aller de la réduction du taux de rebuts en production au suivi en vol d’un moteur – par exemple pour baisser sa consommationen passant par la maintenance prédictive.

26

N°977-978ccJUIN 2015

1 Extraire ccParcours

iplômée d’HEC, elle est entrée D dès la fin de ses études chez Snecma, où elle a notamment dirigé la division moyens d’essais, les programmes moteurs forte puissance et les services et rechanges. Elle est aujourd’hui directrice de Safran Analytics.

De même, les technologies du big data nous aideront à plus long terme à mieux concevoir nos produits.

Quels défis posent le big data dans l’aéronautique ?

G. D. Il faut tout d’abord avoir accès aux

données, en étant vigilant quant à leur propriété, leur criticité et à la législation.

C’est pour cela que nous devrons avoir un juriste spécialisé parmi nous. Ensuite, il faut parfois « nettoyer » ces données, et vérifier leur robustesse. Cela signifie qu’il faut se poser toute une série de questions : quels capteurs ont été utilisés ?

Quand et où ? A quelle fréquence ? L’extraction est aussi un point important car parfois, les données sont écrasées. Et naturellement, il y a la question clé de la visualisation, car c’est elle qui permet de faire « parler » les données, pour repérer les anomalies.

Quelles technologies vont être mises en œuvre ?

G. D. Nous sommes encore en phase

exploratoire. Nous travaillons sur Hadoop pour sa flexibilité d’utilisation. Mais nous regarderons aussi des logiciels propriétaires. Et j’ai été récemment voir nos collègues de General Electric, qui ont déjà pris une orientation similaire.

Dans le magma des téraoctets et yotta­ octets dénicher les données utiles est évidemment la première étape indispensable. « Le big data, c’est comme chercher un aiguille dans une botte de foin », résume Fabrice Bourdeix de Thales. L’un des fondements de cette science est de chercher les anomalies, ou « signaux faibles », en jargon big data. Par exemple, dans une application développée par Thales dans le domaine du contrôle des passagers dans un aéroport, les algorithmes développés par la firme française utilisent plusieurs sources d’informations : le « Passenger main record » (PMR), un document recueilli par les compagnies aériennes lors de l’achat du billet qui comporte 19 champs, ou encore différentes bases de données étatiques (dont des données biométriques, par exemple). « En croisant tout cela, on va extraire ce qui sort de la normalité, afin de repérer un individu potentiellement dangereux. Toutefois, nous le faisons sans paramétrer a priori ce qu’est la « normalité ». Faute de quoi, ces personnes pourraient un jour ou l’autre découvrir nos paramètres », précise Pascal Zenoni, responsable du projet.

Par ailleurs, il faut bien veiller à la robustesse et à l’origine des données. Avec toutes les implications juridiques que cela entraîne. En effet, une donnée a souvent un propriétaire. Avant de l’utiliser, il faut donc être certain qu’elle est libre d’accès, ou que l’on dispose de l’autorisation de s’en servir. « Nous nous posons la question de savoir si les données sont la propriété du groupe Safran ou celle de notre client », précise ainsi Ghislaine Doukhan, directrice de Safran Analytics. Par ailleurs, il faut vérifier l’intégrité des fichiers, la façon dont les données ont été récoltées, la fréquence à laquelle cela a été fait (ou au contraire le caractère ponctuel du recueil), et la nature des capteurs utilisés. « C’est extrêmement

D. R.

La donnée joue un rôle central tout au long du cycle de vie

AĂŠronautique

important, pour être sÝr de retrouver facilement les donnÊes lorsqu’il faudra les analyser , souligne Emmanuel Noirhomme, responsable des opÊrations au sein de la jeune socitÊtÊ Redbird, qui propose de recueillir des images à l’aide de petits drones. La quantitÊ de donnÊes recueillies (100 gigaoctets par mission) a conduit Redbird à industrialiser son activitÊ big data. Redbird emploie ainsi près de vingtcinq ingÊnieurs pour dÊvelopper ses propres algorithmes, et travaille avec le cloud d’Amazon pour les faire tourner.

D. R.

2 Visualiser

 L’un des points importants dans le big data est de mettre à disposition du client la bonne information très rapidement , rÊsume Emmanuel Noirhomme. Redbird, par exemple, amasse des images permet-

Tulip est un logiciel open source dÊdiÊ à l’analyse et à la visualisation de donnÊes conçu par le Labri/Inria.

Choisi par Thales, il cartographie, ici, le trafic aĂŠrien mondial.

tant de dÊtecter une fuite sur un gazoduc, ou de contrôler une ligne à haute tension, en surveillant la progression de la vÊgÊtation. La visualisation de ces images dÊpend Êtroitement de l’efficacitÊ des algorithmes et permet de concrÊtiser la donnÊe pour l’utilisateur. Dans le domaine de la cybersÊcuritÊ, stratÊgique pour l’aÊronautique,

Thales a dÊveloppÊ un outil de visualisation sous forme d’une cartographie complète d’un système informatique, pour repÊrer les machines infectÊes et la provenance de l’anomalie. Ce logiciel, Tulip, a ÊtÊ conçu et adaptÊ à la cybersÊcuritÊ avec le Labo­ ratoire bordelais de recherche informatique (Labri).

)$52 Š ('*( 6&$1$50 +' 9,7(66( '( 180e5,6$7,21 e/(9e( (7 '211e(6 '( +$87( 'e),1,7,21 ,O QXPpULVH HQ FRQWLQX WRXV W\SHV GH PDWpULDX[ TXHOV TXH VRLHQW OH FRQWUDVWH OD UpĂ HFWLYLWp HW OD FRP SOH[LWp GHV VXUIDFHV VDQV UHYrWHPHQW RX SRVLWLRQQHPHQW GH FLEOHV /H IDLVFHDX ODVHU H[WUD ODUJH HW OD YLWHVVH G¡DFTXLVLWLRQ pOHYpH DFFpOqUHQW OD SURGXFWLYLWp HQ DXJPHQ WDQW OD VXUIDFH QXPpULVpH HW HQ UpGXLVDQW OHV WHPSV GH PHVXUH JUIN 2015ccN°977-978 3OXV G¡LQIRUPDWLRQ DX 1ƒ JUDWXLW RX VXU ZZZ IDUR FRP VFDQDUP

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EN COUVERTURE

Petits drones, gros fichiers gestion des données est au cœur du métier de certains dronistes, qui captent au cours de leurs missions différentes informations pour les restituer sous un format directement utilisable par leurs clients.

Airinov analyse ainsi les besoins agronomiques (azote par exemple) des terres agricoles en mesurant la lumière réfléchie par le couvert

THERMOGRAPHIE

Studiofly embarque des caméras thermiques sur un drone pour établir la performance de l’isolation de bâtiments.

végétal dans quatre bandes distinctes.

Studiofly utilise plusieurs technologies, dont des photographies haute résolution pour réaliser des modélisations 3D texturées, ou encore la thermographie pour établir un diagnostic thermique de bâtiments, ou surveiller des installations électriques.

Redbird propose également des missions de surveillance de lignes

à haute tension, ou encore de carrières ou de mines. « 80 % de nos ingénieurs sont spécialisés dans les datas », annonce Emmanuel Noirhomme, cofondateur de Redbird et responsable des opérations. En trois ans d’existence, la PME a déjà réalisé plus de 500 missions, en accumulant à chaque fois environ 100 gigas de données.

cartographie

MESURE d’ÉCLAIREMENT

Redbird utilise des drones équipés de capteurs pour effectuer une cartographie précise destinée aux travaux publics, aux carrières et aux mines.

Des outils open source, interfaçables avec Hadoop, existent. Par exemple, les librairies d’affichage R et Python sont de plus en plus utilisées pour créer des graphes, ou des tableaux très simples d’utilisation. En matière de maintenance prédictive, pour une bonne visualisation des précurseurs de panne, le groupe Air France va utiliser des symbologies rouge ou vert et réaliser une cartographie de l’avion.

3Analyser

Aussi importante que l’extraction des données, il y a l’étape de l’analyse. Les nouveaux outils du big data en sont devenus l’alpha et l’omega. Trop souvent, par souci d’économie, les entreprises écrasent

28

N°977-978ccJUIN 2015

Airinov analyse la lumière réfléchie par les terres agricoles dans quatre bandes de fréquence pour déterminer leurs besoins (ici, en azote).

leurs fichiers pour faire place nette. Or dans le big data, la notion d’historique est fondamentale pour repérer les fameux signaux faibles. « Pour détecter un précurseur de panne sur une pompe hydraulique, par exemple, il nous faudra un historique complet de l’avion. Sinon, l’algorithme ne pourra pas allumer l’alerte », insiste David Huck.

L’outil de stockage et d’analyse Hadoop, disponible en open source avec sa version 2, s’est imposé comme un standard dans le big data pour toute l’industrie, aéronautique comprise. Fonctionnant sur des clusters de serveurs décentralisés, Hadoop permet de traiter plusieurs téraoctets de données en quelques minutes. En revanche, à l’échelle des peta­ octets, il faut plutôt compter plusieurs

heures. Pour une rapidité nettement supérieure, le framework Spark, plus récent et donc moins mature, est capable d’effectuer des calculs en quasi temps réel. Il fonctionne en interface avec Hadoop, mais en mode streaming (en continu), alors qu’Hadoop fonctionne en mode batch (par lots). Spark semble donc plus adapté pour les requêtes répétitives de données, alors que Hadoop est parfait pour les requêtes aléatoires. « En fait, ces deux outils sont complémentaires », estime David Huck. Car au final, ce qui compte ce n’est pas seulement d’alerter, mais également d’apporter des mesures correctives. cm cc Guillaume Lecompte-Boinet redaction@industrie-technologies.com

D. R.

c La

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ANALYSE LINÉAIRE NASTRAN

MODÈLES DÉTAILLÉS PAR ZONE

Simulation Affiner les modèles pour gagner en précision

L

e monde du calcul et de la simulation a toujours été à la pointe de la performance informatique, tant en termes de volume de données à traiter que de vitesse de résolution des problèmes. Il a de fait, pratiqué du big data et du high performance computing (HPC) sans le savoir… bien avant que ces termes ne soient inventés !

Par exemple, en 1964, en plein développement de son programme spatial Apollo, la Nasa a défini le cahier des charges d’un logiciel unifié pour réaliser ses différents types d’analyses structurelles à très grande échelle. Ainsi est né Nastran (Nasa structural analysis), basé sur la méthode des éléments finis, qui est actuellement l’un des logiciels phares du calcul de structures, largement utilisé dans le monde aéronautique. Dès l’origine, il était capable de traiter les volumes de données jusque-là inimaginables du vaisseau Apollo et de la fusée Saturn V. Cinquante ans plus tard, le traitement de gros volumes de données de simulation est toujours d’actualité, avec une problématique similaire. Les ingénieurs aéronautiques veulent être capables d’utiliser au mieux l’informatique disponible pour simuler très tôt dans le cycle de développement, de la manière la plus réaliste et la plus précise possible, le comportement d’un avion complet dans l’ensemble de son domaine de vol.

30

N°977-978ccJUIN 2015

Mais les spécialistes veulent aussi aller plus loin dans la simulation que le simple dimensionnement des structures. « Nos clients embrassent désormais l’idée de modéliser, évaluer et simuler leurs avions au sein d’univers virtuels avant de passer dans le monde réel. Ces “jumeaux numériques” qui, grâce au HPC et au big data, offrent une approche “englobante”, permettent de faire bien du premier coup dans le monde réel, en termes de qualité, de sûreté, de coûts et d’esthétique, tout en facilitant l’innovation collaborative », constate Bernard Charlès, directeur général de Dassault Systèmes. cc Les attentes vis à vis

de la simulation augmentent

De nombreux facteurs participent à l’accroissement du volume de données numériques. Les avions sont plus complexes. L’utilisation grandissante des composites décuple les variables sur les matériaux. La capacité de simuler plus rapidement augmente la demande d’analyse de variantes. La simulation doit être plus précise et réaliste tout en réduisant les marges. La certification réglementaire est plus riche et porte sur plus de points.

On cherche à optimiser toutes les pièces.

On souhaite remplacer les tests physiques très onéreux. Et enfin, on cherche à utiliser les données de simulation durant tout le cycle de vie de l’appareil.

5

millions de degrés de liberté

Le recours au big data et au HPC apporte une telle facilité de traitement que les utilisateurs en profitent pour augmenter leurs attentes vis-à-vis de la simulation.

Ainsi, si jusqu’à une date récente les modèles globaux éléments finis utilisés en aéronautique n’étaient pas détaillés, les ingénieurs souhaitent aujourd’hui pouvoir travailler sur une structure complète d’avion avec la même souplesse et la même précision qu’ils le faisaient sur un composant ou une zone limitée voici quelques années (voir ci-contre).

Cela impose une mise en modèle qui est loin d’être triviale. Les ingénieurs aéronautiques en sont venus à utiliser les mêmes outils et les mêmes méthodes de création automatisée de modèles que ceux utilisés pour le crash dans l’automobile. Une discipline où, si la taille des modèles est importante, leur vitesse de création est primordiale, afin de pouvoir comparer rapidement différentes variantes de conception.

Cette approche big data dans le domaine de la simulation se heurte toutefois à plusieurs problèmes, en termes non seulement de gestion des données, mais également de visualisation et d’archivage. « Aujourd’hui les industriels de l’aéronautique savent gérer de très gros volumes de données de conception à travers leurs outils de PLM (Product lifecycle management, gestion du cycle de vie du produit)

D. R. ; ALTAIR

Dans l’aéronautique, la simulation, source importante de données numériques, s’ouvre au big data. Elle y voit le moyen d’aller plus loin dans ses analyses et à terme de piloter la conception pour optimiser l’ensemble de l’avion. Mais ce sera aussi la possibilité d’offrir aux compagnies aériennes le moyen d’être plus réactives en cas de réparation, en ayant accès aux données de définition.

2005

AÉRONAUTIQUE

leS voluMeS de donnÉeS eXPloSenT Les techniques du big data et du HPC combinées permettent de traiter des modèles de plus en plus complexes dans des temps et des coûts acceptables pour les concepteurs.

ANALYSE NON-LINÉAIRE ABAQUS

MODÈLE GLOBAL DÉTAILLÉ DE L’AVION ENTIER 2015

100 millions de degrés de liberté

100

10

Go

de données pour un résultat d’analyse

Mo

de données pour un résultat d’analyse

Quelques dizaines de cas de charge

Quelques milliers de cas de charge

D. R.

(contraintes supposées s’appliquant sur la structure)

et de PDM (Product data management, gestion des données techniques), mais ceux-ci ne sont pas adaptés aux données de simulation. S’ils savent gérer en configuration un avion complet en assemblant tous les fichiers correspondant aux différentes pièces, ils ont beaucoup de mal à gérer les très gros fichiers issus de la simulation », constate François Weiller, responsable marketing d’Altair. De fait, au lieu d’essayer de synchroniser dans le PLM toutes les simulations, les analystes utilisent les outils de gestion proposés par les éditeurs de logiciels de simulation, les SLM (Simulation lifecycle management) et ne synchronisent dans le PLM que les résultats de validation. « En revan-

che, il leur faut décider ce qu’ils gardent pour eux-mêmes, ce qu’ils partagent au sein de leur équipe et ce qu’ils partagent avec leur réseau de partenaires ». cc Accéder rapidement

à un fichier pertinent

C’est pourquoi Airbus a développé dans le milieu des années quatre-vingt-dix son propre système de gestion des données de calcul baptisé Acsa. « Les SLM n’existaient pas encore, aussi avons-nous personnalisé le PLM Teamcenter dont on a utilisé le

moteur de gestion de données et adapté le modèle de données pour gérer des objets simulation », raconte Jean-Marie Delahaye, responsable méthodes et outils pour la structure avion chez Airbus.

De fait, big data ou pas, le process métier des ingénieurs n’a pas fondamentalement changé. L’identification des zones où il peut y avoir les contraintes plus importantes et les processus de décision sont quasiment similaires. C’est l’architecture de l’outil permettant d’y arriver qui a fait un bond technologique, pour traiter un plus gros volume d’information avec une granularité plus fine. C’est avant tout une question de serveurs et de post-traitement des données, mais il faut aussi pou-

JUIN 2015ccN°977-978

31

EN COUVERTURE

cc La

flexibilité du cloud sans les inconvénients

Traiter de gros volumes de données dans des temps acceptables par les utilisateurs impose le recours à des machines toujours plus puissantes. Si les constructeurs ont leurs propres supercalculateurs, il n’en va pas de même pour leurs partenaires qui utilisent alors des regroupements de machines internes ou externes à travers le cloud computing. Le matériel devient alors un paramètre qu’il faut

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N°977-978ccJUIN 2015

ccAlain de Rouvray Président du conseil d’administration d’ESI Group

«Un océan d’informations» « Le défi du big data c’est de trouver le poisson de la connaissance dans l’océan de l’information, comme le disent de façon très imagée nos clients chinois.

C’est surtout le moyen pour les ingénieurs d’aller plus loin et plus rapidement dans l’analyse prédictive du comportement d’avions toujours plus complexes, faisant de plus en plus appel à des matériaux nouveaux tels les composites.

On pourra ainsi limiter les risques de l’innovation de rupture et optimiser des structures novatrices sans être timorés, en transformant de l’anxiété en des problèmes concrets faciles à simuler.

L’exemple type est la société Expliseat qui grâce à la simulation a pu développer un concept de siège passager trois fois moins lourd que ceux de ses concurrents. »

aussi gérer pour optimiser les ressources, la sécurité, ainsi que les temps et les coûts de calcul.

Reste que l’hébergement de leurs données à l’étranger est rédhibitoire pour beaucoup d’industriels de l’aéronautique, soumis à une concurrence internationale féroce. D’où l’intérêt des offres de certains éditeurs, comme Altair, proposant à leurs clients de leur fournir des machines très performantes optimisées pour leurs logiciels, qui seront hébergées chez l’industriel. « Ces entreprises, souvent des PME, ont déjà du mal à avoir des ingénieurs calcul, alors leur demander d’embaucher un ingénieur performant en linux parallélisé est tout bonnement impossible.

C’est pourquoi nous prenons en main le matériel, les logiciels applicatifs et le service qui va autour pour leur apporter la performance dont ils ont besoin. Ils ont

ainsi la flexibilité qu’ils attendent du cloud sans les inconvénients. La simulation pourra devenir pour eux aussi le vrai pilote de la conception », explique François Weiller.

Effectivement, le big data permet une approche d’optimisation plus systématique et plus amont dans le processus de développement. Ainsi, Airbus dispose déjà d’un « centre d’optimisation » comportant jusqu’à une vingtaine de personnes travaillant en partenariat avec ses bureaux d’études, dont la tâche principale est de réduire la masse des pièces par la simulation numérique. À terme, la mise à disposition des concepteurs des big data de simulation va devenir un véritable guide leur permettant d’optimiser systématiquement leurs conceptions. On entrera alors dans le Simulation based engineering, ce qui remet en cause le modèle de développement utilisé jusque-là. cc Et

après le développement ?

Reste une dernière question. Si tout contribue à générer plus de données, encore faut-il pouvoir les capitaliser sur des périodes très longues. Quelle part de l’énorme volume de données généré pendant le développement d’un avion, qui peut durer six ans, faut-il conserver et maintenir sur trente ou quarante ans d’exploitation ? Si les obligations réglementaires ont déjà conduit les constructeurs aéronautiques à trouver des solutions pérennes d’archivage pour les données exigées par les autorités de certification, les plans 2D et les modèles 3D, rien n’est encore défini pour les données de simulation. Pourtant, mises en ligne, elles pourraient apporter une valeur ajoutée importante pour les utilisateurs de l’avion. En cas d’avarie ponctuelle, ceuxci pourraient ainsi se référer aux données de définition détaillées, par exemple un modèle de calcul éléments finis avec tous les cas de charge étudiés, pour envisager la réparation à faire et la valider. Le big data deviendrait alors un facteur de réactivité et d’agilité pour l’ensemble du cycle de vie de l’avion. cm cc Jean-François Prevéraud jfpreveraud@industrie-technologies.com

D. R.

voir faire remonter à la surface de ces gros volumes d’informations ce qui est pertinent sous forme de métadonnées. « Quand on fait une analyse, on sait ce qui est important, on peut donc identifier les données numériques significatives (minimum, maximum…) que l’on veut rendre visibles à un système d’indexation. Ce qui va permettre à l’ingénieur d’accéder rapidement au fichier pertinent », constate Jean-Marie Delahaye.

Ce que l’on confirme chez Stelia Aerospace, premier constructeur européen d’aérostructures, travaillant notamment sur les pointes avant d’Airbus : « Aujourd’hui nous traitons finement l’ensemble de notre workpackage, pour être sûr de ne rien rater. Mais notre savoir-faire nous amène vite à des cas d’enveloppe sur les zones les plus critiques, que nous allons isoler et examiner plus précisément ».

Reste à visualiser à distance des résultats de calcul, sans avoir à charger d’énormes fichiers sur le poste de l’utilisateur.

Pour cela, les éditeurs d’outils de simulation ont développé des « Display managers » qui extraient une image du résultat final ou en cours de calcul pour informer l’utilisateur. Celui-ci peut alors ne charger sur son poste que la simulation qui est pertinente pour lui. Une demande qui ira en s’amplifiant avec l’arrivée des postes de travail nomades. « Il ne faut pas sanctuariser l’information sous prétexte qu’elle est énorme, et être tributaire de sa lourdeur. Elle doit être accessible partout dans l’entreprise, qu’il s’agisse du créateur de la donnée ayant accès à tous les outils ou de l’utilisateur ponctuel sur site, n’ayant à sa disposition qu’une tablette », espère Jean-Marie Delahaye.

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Sécurité Vers la fin des boîtes noires

N

euf jours. C’est le temps qu’il a fallu aux enquêteurs pour retrouver les deux boîtes noires de l’A 320 de la compagnie Germanwings, qui s’est écrasé le 24 mars 2015 dans les Alpes françaises. Parfois, comme après le crash du vol MH370, en mars 2014, ces boîtiers ne sont jamais retrouvés. Le mystère des circonstances de l’accident reste alors entier. Et pourtant, dès 2009, 120 experts s’étaient réunis à la demande du bureau d’enquêtes et d’analyses pour la sécurité

de l’aviation civile (BEA) pour envisager « la sauvegarde des données de vol et/ou pour faciliter la localisation et la récupération des enregistreurs de vol ». cc Récupérer

en temps réel certains paramètres de vol

L’inclusion des paramètres de vol de l’avion (dont la position, le cap, la vitesse, l’altitude ou les accélérations) dans les messages de maintenance envoyés à la compagnie aérienne faisait partie des

Le défi du débit Se passer de boîtes noires mettrait le réseau à rude épreuve, du fait des débits en bits par seconde (bit/s) nécessaires pour transmettre en temps réel les informations qu’elles stockent actuellement.

AUJOURD’HUI

DEMAIN

STOCKAGE : BOÎTE NOIRE

PAS DE STOCKAGE, TRANSMISSION DE DONNÉES EN TEMPS RÉEL

2 heures d’enregistrement de voix 25 heures de paramètres de vol

Soit quelques centaines de mégabits

TRANSMISSIONS : DÉBIT MOYEN

TRANSMISSIONS : DÉBITS EN CONTINU

4,8 Kbit/s

100 à 1000 Kbit/s

10 à 100 bit/s

1 à 10 Kbit/s

Voix

Paramètres de vol et maintenance

34

N°977-978ccJUIN 2015

Voix

Paramètres de vol et maintenance

solutions. Le hic ? Avec l’explosion du trafic aérien, les bandes de fréquences dédiées aux communications des avions civils, relayées par des stations au sol, sont déjà presque saturées. La solution pourrait venir de l’espace. Dès aujourd’hui, les systèmes satellitaires Inmarsat et Iridium permettent la transmission au contrôle aérien des données liées à la gestion du vol et à la compagnie aérienne de celles liées à la maintenance lors du survol des océans, non couverts par les stations au sol. Toutefois, récupérer à un coût acceptable, en continu, ce qu’enregistrent les boîtes noires des 80 000 vols civils qui ont lieu chaque jour mettraient leur capacité à rude épreuve, et ferait s’envoler les coûts… Dans le cadre du projet Iris, l’ESA (European Space Agency) travaille depuis deux ans à la mise en place, prévue à l’horizon 2020, de fréquences sécurisées et dédiées à la communication des données de maintenance et de gestion du vol. Plus prospectivement, Iris envisage aussi la récupération en temps réel de certains paramètres de vols. De son côté, Inmarsat travaille sur un service de « boîte noire dans le cloud », qui récupérerait des données envoyées par l’avion lors de la détection d’un événement catastrophique. À défaut de pouvoir d’ores et déjà télécharger en temps réel la boîte noire, les compagnies aériennes seront d’abord tenues, dès 2021, de localiser précisément et en continu leurs avions pour faciliter la récupération des boîtes noires en cas de crash. C’est ce que permettra dès 2018 le projet Search and Rescue, porté par l’organisme CospasSarsat et utilisant les capacités de triangulation des constellations américaine, européenne et russe, GPS, Galileo, et Glonass. cm cc PHILIPPE PASSEBON ppassebon@industrie-technologies.com

AIRBUS

Les boîtes noires ont quelque chose d’archaïque. Soumises aux pires conditions lors d’un accident, et parfois difficiles à retrouver, elles deviendraient inutiles si l’on pouvait transmettre et traiter en temps réel ce qu’elles enregistrent.

EN COUVERTURE

Chez Airbus, les données mises à profit Tablettes, outils connectés, balises Sigfox et murs de réalité virtuelle s’invitent sur les sites de production d’Airbus à Saint-Nazaire et à Nantes.

Le constructeur doit pouvoir faire dialoguer les données des maquettes numériques avec les données produites à l’usine pour tirer sa productivité vers le haut.

Gagner en précision Arrivée sur le site en mai 2015, la clé dynanométrique à débrayage connectée reconnaît son environnement grâce à un algorithme de vision.

A

irbus veut recueillir la substantifique moelle de ses données. Pour honorer son carnet de commandes – qui est plein – et s’adapter à un contexte de raccourcissement des cycles de développement, le constructeur s’est lancé dans plusieurs expérimentations autour des big data, sur ses sites de Nantes et Saint-Nazaire (Loire-Atlantique).

Immatérielles, les données ne sont pas facilement perceptibles dans les usines.

Sauf pour qui se montre attentif. Ici, quelques balises suivent le déplacement d’objets spécifiques sur le site de production, voire sur tout le territoire français, grâce au réseau Sigfox. Là, des tablettes permet-

36

N°977-978ccJUIN 2015

tent aux opérateurs de valider en temps réel chaque étape du montage. Sur un autre site, des visseuses connectées déterminent automatiquement le couple à appliquer en repérant leur position grâce à un QR code. Elles le feront demain en comparant des images filmées par une caméra située sur les lunettes de l’opérateur à la maquette numérique de l’avion.

Quant aux données associées, elles pourraient bientôt être collectées, pour identifier très tôt les perturbations sur la ligne d’assemblage. Mais si elles restent plutôt discrètes dans les usines, les big data figurent bel et bien dans les préoccupations du constructeur. Airbus s’attelle notam-

ment à relever un défi technologique majeur : celui de parvenir à faire communiquer les nombreuses données recueillies. cc Un

environnement de travail totalement numérisé

Pour relever le défi, le constructeur travaille notamment sur le technostore. Ce standard, un peu dans l’esprit de l’Apple Store, vise à permettre aux laboratoires et aux industriels de répondre aux exigences d’Airbus en termes de compatibilité des données échangées.

Au centre de réalité virtuelle (Cirv) de Saint-Nazaire, nous nous offrons une

Aéronautique

Simuler l’assemblage La maquette CAO de l’avion et de l’environnement de production sont couplées pour permettre à un opérateur de simuler une opération d’assemblage.

Les salles sont interconnectées entre les sites.

épauler les opérateurs

P. guittet pour industrie et technologies

Plus de classeur papier.

Toutes les données d’assemblage sont enregistrées sur la tablette. À chaque étape du montage, l’opérateur effectue une validation sur la tablette.

plongée dans les perspectives offertes par une habile gestion en temps réel de gros volumes de données. L’équipement a été créé il y a cinq ans par le technocampus de Nantes et l’Institut de recherche technologique Jules Verne. Il est utilisé par plusieurs industriels, dont Airbus.

Depuis fin 2014, un « cave » est venu s’ajouter aux deux murs de réalité virtuelle. Immergé dans son environnement de travail totalement numérisé, l’opérateur dialogue et explique ses difficultés à d’autres professionnels comme des logisticiens, des préparateurs ou des ingénieurs de bureaux d’études. Qu’ils soient installés dans la même pièce, ou situés à

Identifier les anomalies Les visseuses connectées sont en prototypage sur un banc de test à Nantes. Chaque boulon qu’elles doivent visser est référencé sur la maquette CAO.

Garder un œil sur le matériel Les balises positionnées sur les objets se géolocalisent avec le GPS et transmettent l’information au réseau Sigfox qui maille tout le territoire.

plusieurs centaines de kilomètres, ils peuvent ainsi mettre au point les opérations d’assemblage. cc Les

problémes se règlent vite

« Nous enrichissons les maquettes numériques CAO des avions et les modèles CAO des outillages de données du monde physique et cinématique, de manière à être le plus proche du comportement réel de l’environnement », explique JeanPierre Collet, en charge du déploiement de la réalité virtuelle à Saint-Nazaire. Le scénario développé pendant une expérience est enregistré, de façon à en mémoriser les solutions enrichissantes. Un pro-

blème peut ainsi être réglé en deux heures, évitant plusieurs mois d’échanges électroniques ou téléphoniques…

Les calculs sont encore effectués en local.

Mais, comme le souligne le chercheur au Nemo lab d’Airbus, Yann-Henri Laudrain : « L’idée à horizon 2050 est de délocaliser la puissance de calcul nécessaire pour ne garder que la puissance graphique nécessaire sur place. À terme il n’y aurait même plus de Cirv, je pourrais prendre ma paire de lunettes et me connecter en utilisant la puissance de calcul du cloud. » cm ccphilippe passebon ppassebon@industrie-technologies.com

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EN COUVERTURE

Maintenance Du correctif au prédictif

L

es données massives promettent des économies XXL. En exploitant habilement les big data, les acteurs de l’aéronautique peuvent notamment espérer passer à la maintenance prédictive. Autrement dit, anticiper les pannes afin de limiter les temps d’intervention, donc l’immobilisation des appareils, bête noire des compagnies aériennes. Celles-ci perdent en effet environ 10 000 dollars par heure d’immobilisation forcée d’un engin au sol.

Constructeurs et équipementiers s’intéressent à cette perspective. Le motoriste Pratt & Whitney a ainsi noué il y a un an un partenariat avec IBM. « Nous espérons

pouvoir réduire de 50 % les opérations de maintenance non planifiées pour, in fine, diminuer d’un montant allant jusqu’à 20 % les coûts de maintenance pour nos clients », précise Jim Pennito, directeur service programs de Pratt & Whitney. Airbus Helicopters a de son côté déployé des modèles prévisionnels afin d’optimiser et de personnaliser les opérations de maintenance. « L’objectif est de maîtriser l’effet domino d’un processus à l’autre. Par exemple, l’analyse des données issues du système HUMS, qui enregistre en vol les signaux de vibration, va permettre de déclencher une carte de travail de façon préventive, dans un ate-

5 000

paramètres seront mesurés sur les moteurs Geared Turbofan Objectifs

-­ 50 %

sur les opérations de maintenance non planifiées .

- 20 %

sur les coûts de maintenance des moteurs .

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N°977-978ccJUIN 2015

lier de maintenance » détaille Christophe Prior, responsable information et data service chez Airbus Helicopters. Le constructeur a choisi de développer ses propres modèles mathématiques. « Notre objectif est d’enrichir notre bibliothèque d’algorithmes, afin qu’elle fasse partie de notre patrimoine », précise Christophe Prior.

Dans cette optique, Airbus Helicopters a mis en place une « académie des analytics », pour former ses talents internes.

L’accent est également porté sur l’interface. « Un des facteurs clés du succès de ces outils réside dans l’expérience utilisateur.

Les algorithmes doivent constituer de véritables outils d’aide à la décision et faciliter le suivi des plans d’action » souligne Christophe Prior. cc Des

outils pour réduire le temps d’immobilisation de l’avion

Pour les acteurs qui ne développent pas leurs propres solutions en interne, il est possible d’utiliser celles, de plus en plus nombreuses, que proposent d’autres sociétés. Début 2015, General Electric a par exemple déployé en Europe une plateforme clés en main baptisée Equipment Insight. Elle permet aux fabricants de contrôler en continu le fonctionnement de leurs installations et de faire des recommandations en temps réel à leurs clients. De son côté, Microsoft a dévoilé en octobre 2014 un parcours numérique dédié aux acteurs de l’aéronautique. Il comprend notamment un algorithme de machine learning développé pour la maintenance prédictive. Son offre de maintenance inclut aussi les lunettes de réalité augmentée développées par l’entreprise francilienne Laster Technologies.

Parallèlement, d’autres jeunes pousses françaises se sont positionnées sur ce marché prometteur. Parmi elles, Win MS a développé une technologie capable de localiser à distance et en temps réel une

pratt & whitney

Faire voler chacun de leurs avions 18 heures par jour, voire plus.

C’est le rêve de toutes les compagnies aériennes qui cherchent à minimiser le temps où leurs appareils restent immobilisés. Le big data, qui ouvre les portes de la maintenance prédictive, permet d’anticiper les aléas pour ne plus les subir. De quoi générer de nombreuses économies et faire évoluer les business models.

AĂŠronautique

Des lunettes pour ĂŠpauler les opĂŠrateurs

Le technicien visualise sur les verres de ses lunettes un schĂŠma qui se superpose sur le moteur. c Laster

Technologies a mis au point des lunettes de rÊalitÊ augmentÊe dÊdiÊes à la maintenance industrielle. L’affichage en surimpression de texte, d’images ou de vidÊos sur un verre transparent permet de guider les techniciens, pour limiter le nombre d’erreurs. Après s’être appuyÊe sur un système de marqueurs, l’entreprise dÊveloppe dÊsormais des algorithmes pour reconnaÎtre automatiquement l’environnement, afin d’afficher la bonne information en temps rÊel. Laster travaille avec de nombreux acteurs de l’aÊronautique dont Dassault, Airbus, Snecma ou encore Thales.

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D. R.

anomalie de câble. L’outil permettrait de diviser par cinq le temps d’intervention et d’immobilisation d’un appareil victime d’une panne de câble. La start-up Safety Line, elle, a dÊveloppÊ un algorithme basÊ sur les donnÊes de vols pour optimiser la consommation de carburant lors de la phase de montÊe de l’avion.

Outre les gains de productivitÊ, le big data accompagne une autre Êvolution, dont tÊmoigne par exemple Michelin, lorsque l’entreprise affirme ne plus vendre des pneus d’avions, mais un nombre d’atterrissages. Offrir ce type de garantie revient en effet à un changement de business model, et à la reconnaissance d’un dÊplacement de la valeur, hier liÊe aux pièces et aux produits et aujourd’hui attachÊe à la disponibilitÊ et à l’usage. Une approche qui permet d’afficher un prix  services compris . cm

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cc Juliette Raynal jraynal@industrie-technologies.com

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EN COUVERTURE

Économies et sécurité

Gestion du trafic Numériser pour optimiser

A

vec une flotte mondiale et un trafic de passagers qui vont doubler d’ici une vingtaine d’années, les responsables de la gestion du trafic aérien ont un sérieux problème. Comment absorber de tels volumes, alors même que le ciel européen est déjà congestionné ? C’est à cela que doit servir le programme européen Sesar, lancé en 2007, qui doit durer au-delà de 2020. « On gaspille 7,8 millions de tonnes de carburant par an à cause d’une mauvaise gestion du trafic aérien », lance Pierre Fossier, directeur technique à la division Systèmes terrestres et aériens de Thales.

Les enjeux sont économiques, environnementaux et liés à la sécurité. Parmi les pistes étudiées, l’une concerne l’amélioration des trajectoires des avions. Elle pour-

rait faire économiser 4 milliards d’euros par an ! Les technologies du numérique aideront notamment à améliorer les communications avec le sol et les autres avions, pour éviter le risque de se présenter au même moment à l’atterrissage et aplanir la trajectoire dans les phases de décollage et d’atterrissage. cc Connecter

tous les acteurs du trafic aérien en Europe

À partir de 2018, entre cent et deux cents A 320 utilisant des lignes aériennes régulières seront équipés d’un logiciel d’optimisation de trajectoire pour effectuer un test grandeur nature. Cela supposera aussi des équipements spécifiques dans les tours de contrôle, de façon à faciliter les échanges de données, et anticiper les Dans le cadre du programme Sesar, une équipe de recherche travaille sur la simulation du trafic aérien au Centre expérimental d’Eurocontrol.

facteurs de retard, comme les déroutements visant à éviter un orage.

La numérisation du contrôle aérien français est d’ailleurs en cours, jusqu’en 2017. Dans l’avion, au lieu des échanges vocaux, pas toujours très audibles, les communications des pilotes seront numérisées et transmises via un réseau sécurisé. À terme, avec l’accroissement du trafic, les volumes échangés risquent d’augmenter fortement.

Pour gérer ce basculement vers le big data, Sesar a prévu d’implémenter le système Swim (System Wide Information Management). Ce réseau d’échanges d’informations, un datalink sécurisé, connecte tous les acteurs du trafic aérien en Europe, pour « s’assurer que l’information nécessaire sera disponible à tout moment, au bon endroit et au niveau de qualité requis », précise Pierre Bachelier, responsable de la gestion du trafic aérien chez Airbus. Cela couvre les données liées aux aéroports ou à l’espace aérien, les informations météorologiques, les plans de vol et toutes les informations liées au contrôle aérien. Techniquement, les solutions sont sur étagère. Reste à les déployer, ce qui devrait être fait à partir de 2020. cm ccGuillaume lecompte Boinet redaction@industrie-technologies.com

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D.R.

Le trafic aérien, s’il est mal optimisé, coûte cher à l’environnement et à la collectivité. Un problème décuplé par l’augmentation du nombre de vols. Le programme européen Sesar (Single European Sky ATM Research), s’est emparé de cette problématique. Les technologies du big data devraient être déterminantes pour sa réussite.

c Lancé officiellement en 2007, le programme européen Single European Sky ATM Research, Sesar, d’un coût global de 20 milliards d’euros, sera déployé entre 2014 et 2020 en plusieurs phases, et des déploiements supplémentaires sont prévus au-delà de 2020. Il s’est donné pour objectifs de réduire la consommation de carburant par vol de 2,8 % et de diminuer de 40 % les risques d’accidents. La plupart des industriels, des aéroports et des responsables de la navigation aérienne (comme la Direction générale de l’aviation civile, DGAC, en France) en sont parties prenantes.

DU 15 AU 21 JUIN 2015

Design :

- Crédit photo : Getty Images

Le rendez-vous sur terre des professionnels du ciel

un événement

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siae.fr 13/04/2015 14:49

ProDUITS

MATÉRIAUX

Les plastiques recyclés montent en gamme Finis, les pots de fleurs, bonjour les bouteilles d’eau et les pièces d’automobiles. Jadis réservés aux utilisations les moins techniques, les plastiques recyclés s’utilisent désormais dans des secteurs plus « nobles ». Les progrès de la collecte et du tri permettent d’envisager des applications de plus en plus nombreuses.

I

Ainsi, fin 2014, Suez Environnement inaugurait son Plast’lab, un laboratoire à un million d’euros employant cinq personnes. Objectif : sortir la fiche technique complète des nouvelles matières premières, afin de pouvoir produire « à la demande » des résines recyclées répondant au cahier des charges des industriels. « Nous voulons pouvoir partir des attentes du client pour produire le plastique recyclé dont il a besoin », détaille Olivier Vilcot, directeur de la division plastique des activités de recyclage et de valorisation des déchets de Suez Environnement en France (anciennement Sita).

Tri optique, flottaison et même rayons X : pour atteindre son objectif, Suez Environnement investit aussi simultanément dans du matériel de tri très pointu. « Par exemple, à Bayonne, nous avons investi 1,2 million d’euros pour améliorer le tri

du PET, ce qui permet désormais de fabriquer des barquettes alimentaires avec le recyclé », se félicite Olivier Vilcot.

L’objectif de ces investissements est de doubler d’ici cinq ans la production de plastique recyclé, tout en montant en gamme.

Suez Environnement, qui possède déjà neuf usines dans quatre pays, traite plus de 400 000 tonnes de déchets plastiques, dont 135 000 tonnes sont recyclées en nouvelles matières premières. cc Un

secteur dynamique aux alliances multiples

De son côté, Paprec partage cette volonté de monter en gamme. « Le secteur du plastique est celui sur lequel le groupe investit le plus, à savoir entre cinq et dix millions d’euros par an. Nous avons des laboratoires de recherche dans toutes nos usines. Sur les 300 000 tonnes collectées,

D.R.

ls ne se cachent plus. Les plastiques recyclés font peu à peu leur apparition dans des produits visibles et très techniques comme des parechocs, des bouteilles d’eau ou des fenêtres. Polyéthylène (PE), polyéthylène haute densité (PEHD), polypropylène (PP), polychlorure de vinyle (PVC) ou polyéthylène téréphtalate (PET), les industriels investissent et unissent leurs forces pour transformer les déchets plastiques en nouvelle matière première, aussi fiable que la matière dite « vierge », mais beaucoup plus écologique. Le tout en fonctionnant si possible en boucle fermée. « Les plastiques recyclés sont désormais considérés chez nous comme des matières nobles », résume Gérard Liraut, expert leader en polymères et procédés de transformation chez Renault.

UNE SECoNDE VIE DANS…

L’EMBALLAGE ALIMENTAIRE c Volvic, pionnier du polyéthylène

téréphtalate recyclé (rPET) apte au contact alimentaire, en utilise depuis 2008 pour ses bouteilles d’eau.

Ses bouteilles de 1,5 l nature en comprennent aujourd’hui 35 %.

Pour atteindre la qualité exigée, le PET subit un processus complexe permettant d’éliminer les éléments indésirables.

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LE BÂTIMENT c Paprec produit chaque année, à partir de chutes

obtenues lors de la fabrication de menuiseries PVC 2 500 à 3 000 tonnes de PVC recyclé.

Certifié par le Centre scientifique et technique du bâtiment (CSTB), le PVC recyclé peut être incorporé dans de nouveaux ouvrants, qui pourront eux-mêmes être certifiés CSTB. En revanche, le PVC recyclé issu du post-consommation ne peut pas aujourd’hui bénéficier de cette certification, pour cause d’une traçabilité insuffisante de la matière.

Le plastique des véhicules hors d’usage réutilisé dans l’automobile

c Le broyeur nordiste Galloo et sa branche Galloo plastics

qui produit 25 000 tonnes/an de plastiques recyclés a beaucoup investi ces dernières années pour que le PP post-consommation, notamment issu des véhicules hors d’usage (VHU), puisse être réutilisé dans l’automobile. Le broyeur est notamment en mesure d’adapter son process pour obtenir des caractéristiques spécifiques du compound.

déjà 280 000 sont réutilisées comme nouvelle matière première », confirme Sébastien Petithuguenin, PDG de la division plastique du groupe Paprec. « Nous venons d’acquérir, pour plus de 250 000 euros, du matériel destiné à notre laboratoire de l’usine de Verdun, qui produit du PP. Nous étions des récupérateurs, nous sommes devenus des recycleurs et des compoundeurs », confirme Denis Baudet, spécialiste du recyclage des PP chez Paprec. Pour lui, une des grandes avancées de ces dernières années concerne la

coopération accrue entre tous les acteurs du secteur. Sita et Paprec ont ainsi uni leurs savoir-faire pour monter l’usine FPR de Limay (Yvelines), qui produit à partir des bouteilles usagées un PET recyclé (rPET) apte au contact alimentaire.

Grâce à un procédé très pointu incluant notamment une phase de recyclage chimique, le rPET a les mêmes qualités visuelles (transparence, couleur) que le PET vierge.

Dans cette même logique de collaboration, Sita vient de signer avec Veka Recy-

L’AUTOMOBILE

GALLOO PLASTICS ; D.R.

c La Peugeot 208 a un pare-chocs arrière 100 % recyclé. Cette utilisation

pour un élément visible présentant de nombreuses contraintes est une première au niveau international. Le bouclier produit par Plastic Recycling est composé en grande partie de polypropylène issu de véhicules hors d’usage. Cette prouesse est notamment possible grâce à un procédé innovant d’extraction des composés organiques volatils présents au cœur des polymères.

clage un contrat de partenariat pour développer la collecte et le recyclage des menuiseries et tubes PVC en fin de vie.

Paprec a, lui, d’ores et déjà ce type de contrat post-consommation avec Saint-Gobain, et produit par ailleurs du PVC certifié à partir de PVC dit de « pré-consommation », issu de chutes laissées de côté au moment de la première utilisation de cette matière. Paprec s’est aussi associé à Plastic Omnium pour produire du PEHD issu de poubelles en fin de vie, transformé en de nouvelles poubelles. De son côté, Plastic Omnium s’est associé avec Derichebourg (broyeur automobile) et PSA pour produire le pare-chocs de la Peugeot 208, 100 % recyclé.

Louis David, expert en matériaux chez PSA Peugeot Citroën, le confirme : « Pour progresser, il faut impliquer équipementiers, fabricants de matière et grands chimistes. Hier, ces derniers regardaient de haut le recyclage, mais maintenant, ils travaillent avec la filière pour trouver les bons additifs permettant d’obtenir les caractéristiques désirées. » Pour monter en gamme, les recyclés doivent bien évidemment, posséder toutes les caractéristiques requises : propriétés reproductibles (fiche technique, système qualité,

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ProDUITS

MATÉRIAUX

aMi pour l’automobile Le pôle de compÊtitivitÊ TEAM², en association avec le Groupement plasturgie automobile, a lancÊ un appel à manifestation d’intÊrêt (AMI)  IntÊgration des matières plastiques recyclÊes à destination de l’automobile , à dÊcouvrir sur notre site. Il se clôturera le 29 janvier 2016.

TEAM²

industrie-techno.com pement du Greenlene, le PP recyclĂŠ qui constitue le pare-chocs de la 208, aura nĂŠcessitĂŠ plus huit ans de coopĂŠration avec des universitĂŠs.

 L’essentiel du plastique recyclÊ utilisÊ en automobile est du polypropylène. Pour accÊder à d’autres grades plus techniques comme le polyamide, à des coÝts abordables, il va falloir massifier les gisements et uniformiser la collecte en amont , avertit Amaury Cornilleau, chargÊ de missions au sein du groupement plasturgie automobile. Il note que pour aller plus loin, il va falloir rÊussir à lever simultanÊment les verrous Êconomiques, technologiques et rÊglementaires. cc Accès

au gisement post-consommation

L’accès au gisement de plastiques  postconsommation , issus d’objets en fin de vie, est l’enjeu majeur des futurs dÊveloppements qui ne pourront se faire sinon, faute de gisement. Par exemple, en France, moins de 50 % du PET et moins de 10 % du

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D.R.

maÎtrise des intrants‌) et satisfaisantes pour être utilisÊes dans les outillages et process rÊcents (rhÊologie, retrait, dilatation, module‌). Mais même lorsque c’est le cas, toute montÊe en gamme reste bordÊe par une règle implicite selon laquelle une matière recyclÊe doit rester moins chère que la matière vierge (de -5 à -10 % pour l’automobile). Difficile, dans un contexte de baisse des prix du pÊtrole ! L’objectif de la montÊe en gamme du recyclÊ est ainsi de pouvoir se substituer aux matières premières les mieux rÊmunÊrÊes, celles destinÊes aux applications haut de gamme.  Du basique, on peut en trouver facilement chez les recycleurs de haut niveau. Le haut de gamme, en revanche, c’est au cas par cas, et il y a du dÊveloppement à faire et du partenariat  confirme FrÊdÊric Viot, responsable Êcoconception et recyclage de Plastic Omnium. Il ajoute que le dÊvelop-

Document

ProDUITS

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ccLouis David MaĂŽtre expert matĂŠriaux PSA Peugeot CitroĂŤn

 Plus de 150 kg de plastique par voiture 

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Nous visons 30 % au global de la masse de la voiture avec des matÊriaux recyclÊs ou naturels. La part sur laquelle nous avons le plus progressÊ ces dernières annÊes concerne les plastiques. Nos vÊhicules contiennent 20 % de plastiques recyclÊs en moyenne sur des pièces de plus en plus techniques.

Cette incorporation est triplement bĂŠnĂŠfique.

Elle favorise l’Êmergence de filières de recyclage, en particulier pour les matières issues des vÊhicules hors d’usage. Elle permet de rÊduire de 30 % les Êmissions de CO2 et d’obtenir des coÝts de matière première lÊgèrement infÊrieurs. Cela implique cependant de prÊvoir cette incorporation très en amont, dès la conception des pièces.

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PSA

PP post-consommation sont pour l’instant recyclÊs. Ainsi, l’essentiel des plastiques recyclÊs dans l’automobile (deux tiers par exemple pour la nouvelle Clio) viennent du  prÊ-consommation , c’est-à -dire de matÊriaux dÊtournÊs du flux des dÊchets pendant le processus de fabrication, beaucoup plus faciles à recycler et à tracer.

Pour favoriser le recyclage post-consommation, les utilisateurs finaux de recyclÊs investissent et s’associent aussi à des recycleurs. Par exemple, Renault est devenu un acteur du recyclage via une holding qui dÊtient des parts dans une sociÊtÊ de recyclage de vÊhicules hors d’usage. De son côtÊ, Coca-Cola, dont les bouteilles plastiques sont composÊes à 25 % en moyenne de rPET, a investi avec APPE en 2012 dans une usine qui produit aujourd’hui ce matÊriau.

Le gÊant en tire un bÊnÊfice annexe, puisqu’il n’hÊsite pas à communiquer largement sur cette dÊmarche, notamment via son centre d’information  grand public  ouvert fin 2013, accolÊ à l’usine de production de rPET. cm

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ccEmmanuelle Lesquel redaction@industrie-technologies.com

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Notre sélection de produits classés en 6 secteurs de référence cc équipement général

télécoms ccPAGE 48

cc équipement

Compaction et broyage des cartons

Composants mécaniques cc PAGE 50 Mesure ccPAGE 52 électrotechnique ccPAGE 53 Matériel INFORMATIQUE ccPAGE 54

Permettant de réduire le volume des déchets sur site et d’en faciliter la collecte, ce roto-compacteur réalise le conditionnement des cartons en balles dans des sacs plastiques de 1 000 litres. Le chargement s’effectue par le haut et l’ouverture complète des deux portes facilite la manutention des sacs. Un hublot permet de vérifier l’état de la machine.

Le roto-compacteur Kroko permet un chargement en continu des déchets (cartons, papiers, cagettes). Il intègre un système d’humidification par pulvérisation d’eau pour éviter l’émission de poussières et un dispositif automatique contre les bourrages.

Fournisseur Gillard cc Sécurité

Gants de protection techniques

Vous trouverez en page 55 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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Ce gant est recommandé pour de nombreuses opérations dans tous secteurs d’activités où une bonne protection contre les coupures est requise, ainsi qu’une bonne dextérité : manutention, conditionnement, second œuvre, mécanique, industrie légère. Le Fit4Pro est fabriqué selon la technique de vanisage qui permet d’avoir un type de fibres à l’intérieur du gant et l’autre à l’extérieur de celui-ci. Elle améliore les performances des fibres utilisées et facilite la tenue de l’enduction.

En polyamide, sur la face externe du gant. Il améliore la tenue et l’imprégnation du polymère polyuréthane de l’enduction.

Du HPPE sur la face interne du gant offre glisse, fraîcheur et protection. Ce polyéthylène à haute ténacité garantit une excellente résistance à l’abrasion, au déchi-

rement et au cisaillement.

Matière lisse, douce et confortable, il facilite l’enfilage. De plus, le HPPE, combiné au polyamide, assure une évacuation rapide de la chaleur vers l’extérieur afin de garder les mains fraîches. L’enduction en polyuréthane noir est peu salissante et résistante à l’usure. Le coloris orange et noir permet une différenciation et un contrôle rapide du type de gant porté par les opérateurs.

Fournisseur Rostaing

Protection contre les coupures

Offrant une protection efficace, économique et durable dans la tôlerie, la verrerie, la plasturgie, ce gant allie deux technologies : le cuir pour renforcer les zones les plus exposées aux contraintes mécaniques et les fibres tricotées, complétées par une enduction souple. Il offre une résistance aux coupures de 33,4 N selon la norme ISO 13997. Très résistant, peu salissant, le gant Blacktop peut être nettoyé à sec et présente une durée de vie jusqu’à trois fois supérieure à celle d’un gant tricoté enduit classique.

Fournisseur Rostaing

cc Sécurité Caméra discrète à tête déportée

Destinée aux distributeurs automatiques de billets, aux commerces, à la vidéosurveillance et à toutes les applications où la discrétion est de rigueur, la caméra SNB-6010 comporte une tête miniature indépendante du boîtier. Ce dernier abrite le processeur, la connexion Ethernet et la carte SD pour les enregistrements. Le boîtier peut donc être installé dans un endroit sécurisé à l’abri de toute détérioration. La caméra fournit des images de qualité d’une résolution de 1920 x 1 080 points (c’est-à-dire « haute définition »).

Incluant une technologie de large plage dynamique, la SNB-6010 fonctionne avec un niveau d’éclairage aussi bas que 0,05 lux et offre une dynamique de 120 dB, ce qui permet de réaliser des images précises de scènes présentant à la fois des zones très claires et très sombres. Elle dispose d’une fonction capable de masquer des zones confidentielles (clavier à code, par exemple) et d’une analyse vidéo intelligente : Elle permet la détection de visage et de sabotage (peinture projetée sur l’objectif ou mouvements non autorisés. Une fonction « multi-crop » met en évidence et recadre des zones d’intérêt afin de n’envoyer que des images de ces zones, à des résolutions et récurrences choisies.

Fournisseur Samsung Electronics France cc description

Référence SNB-6010 Caractéristiques Cette caméra

a été spécialement conçue pour une utilisation comme solution de surveillance vidéo aux guichets automatiques et les petites entreprises, y compris les applications de vidéosurveillance secrètes.

cc points forts

Le boîtier contenant le processeur DSP et la connexion Ethernet de la caméra est indépendant et peut être installé dans un endroit sécurisé pour empêcher des agresseurs d’avoir accès aux vidéos enregistrées sur une carte SD. L’analyse vidéo intelligente permet, entre autres, la détection de visage.

D. R.

Équipement général ccPAGE 46

Produits

Veste chauffante pour l’hiver

Absorbants pour le contrĂ´le des dĂŠversements

D.R.

IdÊale pour les longs chantiers d’hiver ou les loisirs, cette veste chauffante lÊgère et pratique laisse une grande libertÊ de mouvements. DotÊe d’une batterie de 10,8 V de 2 Ah et de larges coussins chauffants en fibre de carbone, elle atteint la tempÊrature idÊale en 3 min et dispose d’une autonomie de 6 heures L’adaptateur de batterie peut aussi servir de source d’Ênergie.

ImpermÊable et coupe-vent, rÊsistante et respirante grâce à son tissu à 3 couches et sa doublure en polyester, la veste chauffante ne pèse que 1,1 kg (sans batterie) et possède 5 poches de diffÊrentes tailles. Elle possède trois niveaux de chauffage. Une prise USB intÊgrÊe permet de charger un tÊlÊphone portable ou un lecteur MP3.

est disponible en version universelle, pour produits chimiques et pour produits à base d’huile. Il est plus propre que les produits granulaires, plus efficace que le papier, et rÊduit le risque de glissade contrairement à une serpillière.

Fournisseur Brady

Lorsque les lubrifiants et produits divers sont renversÊs, ils posent un problème de sÊcuritÊ en causant des glissades et des chutes sur les lieux de travail. Ces produits très absorbants se prÊsentent sous forme de tapis très visible (jaunes avec pictogrammes de sÊcuritÊ) et de linges peu pelucheux absorbant 20 fois son poids en liquide.

Le tapis de sÊcuritÊ est de type SMM à trois couches. Insensible aux liquides agressifs, il porte un code de couleur pour les produits chimiques dangereux ou les liquides multi-usages. L’absorbant de plus petite taille Spill Response Plus

Fournisseur Robert Bosch SAS

Capteur de sĂŠcuritĂŠ avec technologie RFID

Compact et offrant une distance de commutation ÊlevÊe, ce capteur de sÊcuritÊ dÊtecte la position de protecteurs mobiles amovibles, coulissants ou pivotants. De plus, il intègre la technologie d’identification par radiofrÊquences (RFID), ce qui lui confère un haut degrÊ de sÝretÊ et de protection contre la fraude. Dans sa version standard, le capteur RSS260 accepte n’importe quel actionneur.

Fournisseur Schmersal

Barres antipanique

DestinÊes à l’Êvacuation des personnes dans les Êtablissements recevant du public (ERP), ces barres antipanique Êquipent les issues de secours. Alliant esthÊtique et sÊcuritÊ, elles existent avec des serrures à 1, 2 ou 3 points en versions crossbar (barre basculante) et touch-bar (barre de pression) et s’adaptent aux portes en aluminium, acier, bois et PVC. Les barres antipanique issuDOM sont rÊversibles sans dÊmontage. À l’aide d’un kit d’adaptation et la possibilitÊ de recouper et rÊgler les barres et les tringles, elles sont faciles à poser. Elles sont certifiÊes EN 1125 :2008 en grade 7 (le plus ÊlevÊ) avec des essais d’endurance de plus de 200 000 cycles.

Fournisseur DOM - Metalux

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Produits cc RĂŠseaux

Commutateurs gigabit empilables cc Internet

Routeur cellulaire

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Configurable via une interface Web, ce routeur cellulaire durci offre une connexion à la dernière technologie sans-fil pour une utilisation dans les solutions M to M. Il convient aux applications de connexion de distributeurs automatiques, de supervision d’Ênergie solaire ou Êolienne, d’automatisation, de lecture automatique de compteurs, de vidÊo surveillance IP et d’accès aux Êquipements distants. Les principales caractÊristiques de l’ICR-4G-2SL-WG sont 2 emplacements pour carte SIM pour gÊrer la redondance de la connexion cellulaire, 2 ports Ethernet configurables en 2 ports LAN ou 1 port LAN et 1 port WAN (secours entre sans-fil et filaire), 1 interface Wi-Fi 802.11 b/g/n, 1 interface GPS, 1 port RS232, 1 port RS485, 1 port console, 2 entrÊes et 2 sorties numÊriques.

Le routeur s’alimente entre 9 et 60 Vdc et sa tempÊrature de fonctionnement est de –25 à + 65 °C. Fournisseur QL3D

Routeur LTE multibande

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Offrant une connectivitÊ sans fil sÊcurisÊe sur les rÊseaux cellulaires LTE publics et privÊs à des vitesses 4G, ce routeur à large bande s’adresse aux industries du transport, de l’Ênergie et du ferroviaire.

Il couvre les bandes 13, 14 et 17 à des vitesses 4G sur les rÊseaux publics et privÊs grâce à un serveur Colt cloud . Le routeur LTE Fusion se configure et s’administre facilement depuis une interface web. Il dispose de trois ports Ethernet avec capacitÊ de routage et embarque d’autres options de communication telles que Wi-Fi, Bluetooth et GPS. En option, une connexion multiple WAN fournit la redondance de la connexion avec bascule automatique sur le rÊseau secondaire.

Fournisseur ADM21 - Moxa

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N°977-978ccJUIN 2015

DotÊs de ports PoE+ assez puissants pour alimenter les dernières gÊnÊrations d’Êquipements terminaux prÊsents dans les rÊseaux d’entreprise, les modèles AT-x510-28GPX et AT-x510-52GPX intègrent un large panel de fonctionnalitÊs permettant d’augmenter la sÊcuritÊ et la rÊsilience tout en restant simples à administrer. Disponibles en version 24 ou 48 ports gigabits et ÊquipÊs de liaisons montantes 10 gigabits, ces deux modèles offrent une puissance PoE de 370 watts. L’alimentation PoE+ fournit jusqu’à 30 watts par port, permettant d’alimenter des appareils à forte puissance tels que des camÊras vidÊo.

La sÊrie x510 intègre la technologie d’empilage avancÊ VCStack (Virtual Chassis Stacking) du constructeur, permettant d’empiler jusqu’à quatre unitÊs avec 40 Gbit/s de bande passante et d’Êtablir des rÊseaux rÊsilients sans risque de dÊfaillance pour une disponibilitÊ maximale. IntÊgrant Êgalement la technologie LDVCStack permettant la crÊation d’un châssis virtuel via des liaisons longue distance en fibre optique, la sÊrie x510 est la solution adaptÊe pour tous les environnements distribuÊs.

Fournisseur Allied Telesis France cc description

RĂŠfĂŠrence AT-x510-28GPX

et AT-x510-52GPX CaractĂŠristiques

Ces commutateurs augmentent la sÊcuritÊ de l’infrastructure des entreprises privÊes, services publics, Êcoles et hôpitaux.

cc RĂŠseaux

Commutateurs empilables gigabit

Avec une capacitÊ de connexion 10G, ces commutateurs gigabit empilables Êliminent le goulet d’Êtranglement gigabit et optimisent les rÊseaux d’entreprises pour les configurations en hÊbergement Byod et pour la virtualisation des serveurs. Ils conviennent aux rÊseaux de toutes tailles. Dans les grandes entreprises, le cœur de rÊseau 10G peut servir d’agrÊgateur pour la pÊriphÊrie du rÊseau.

Le rÊseau est gÊrÊ depuis une interface Web ou un assistant rÊseau grâce à des fonctionnalitÊs comme la dÊtection automatique de commutateurs ou le traitement par lots, ainsi qu’une sÊcuritÊ renforcÊe. Des versions 16, 24 et 48 ports 10/100/1000 Mbit/s sont proposÊes avec 2 ports gigabit SFP et 2 ports 10G SFP+ et une option 24 ports autoalimentÊs PoE. Fournisseur D-Link

cc points forts

PossibilitÊ d’empiler jusqu’à 4 unitÊs avec 40 Gbit/s de bande passante et d’Êtablir des rÊseaux rÊsilients sans risque de dÊfaillance pour une disponibilitÊ maximale.

Routeur gigabit sans fil N double bande

Avec sa double bande passante, ce routeur gigabit offre un dÊbit cumulÊ de 900 Mbit/s. Utilisable en connexion filaire, il offre dans ce cas, avec ses 5 ports gigabit, une vitesse de transfert de donnÊes jusqu’à 10 fois supÊrieure à celle d’un port Ethernet standard. Pour Êtendre la portÊe du rÊseau, le TLWDR4900 a trois antennes 5 dBi externes pour la bande 5 GHz et trois antennes internes pour la bande 2,4 GHz. Grâce à son switch Ethernet gigabit intÊgrÊ et la fonction NAT matÊrielle, le dÊbit du NAT entre le WAN et le LAN peut atteindre plus de 900 Mbit/s. Les deux ports USB 2.0 partagent disques de stockage, imprimantes, serveurs FTP et lecteurs multimÊdias.

Fournisseur TP-LINK France

D.R.

cc TĂŠlĂŠcoms

Produits

Routeur modulaire et flexible

Ce routeur M to M rÊpond aux besoins de relier des sites distants dans un environnement oÚ les technologies de communication Êvoluent sans cesse, et de communication universelle avec un large Êventail d’Êquipements de terrain quel que soit le protocole utilisÊ (automates programmables, IHM, camÊra IP, compteur ÊnergÊtique‌). Le routeur Flexy offre deux niveaux de flexibilitÊ : la flexibilitÊ WAN basÊe sur le choix de cartes d’extension (LAN, RTC, Wi-Fi, CDMA, 2G, 3G) pour se connecter à Internet, et la flexibilitÊ Field qui porte sur le choix du module de base et de cartes d’extension pour se connecter à des Êquipements (Switch 4 ports Ethernet, ports sÊrie, ports MPI/Profibus).

D.R.

Fournisseur eWON

Accès Wi-Fi pour PME

Ce point d’accès sans fil AC double bande prend en charge la gestion des groupes afin de pouvoir superviser plusieurs points d’accès (jusqu’à 16) à partir d’une interface unique. Un portail captif entièrement personnalisable propose d’accueillir les visiteurs dans un environnement à l’image de la marque. Il possède 2 ports Ethernet gigabit. ÉquipÊ de la technologie 802.11ac, il utilise des canaux plus larges de 80 MHz pour Êlargir la bande passante des donnÊes à 5 GHz. Il n’oublie pas la sÊcuritÊ avec des clÊs WPA/WPA2 et l’authentification du demandeur.

Fournisseur Linksys

Passerelle industrielle sans fil

Cette passerelle Ethernet industrielle sans fil est ÊquipÊe de 3 antennes permettant de passer les obstacles des environnements difficiles. Elle facilite la crÊation d’un rÊseau industriel fiable avec des produits Wlan compatibles avec les principaux protocoles de communication tels qu’IEEE 802.11a/n. Le port sÊrie 3 en 1 facilite la connexion aux contrôleurs industriels.

La DVW est en coffret mÊtal IP40 et fonctionne dans la plage de tempÊrature allant de – 40 °C à + 75 °C. Elle n’intègre pas de ventilateur et bÊnÊficie de la redondance d’alimentation. Elle peut compter sur un système d’alarmes et de notifications des ÊvÊnements. Le mode multipoint remplace efficacement les extensions traditionnelles LAN câblÊs.

Fournisseur Delta Electronics

Passerelle pour applications M to M

Pour l’Internet des objets, cette passerelle M to M se comporte comme un commutateur multiservices industriel ÊquipÊ d’options de connectivitÊ flexibles. Durcie et fiable, elle supporte l’agrÊgation, le traitement et le transfert de donnÊes des solutions M to M. Elle fonctionne dans une plage de tempÊrature Êtendue. Le Reliagate 15-10 s’intègre de façon transparente dans l’environnement de l’Internet des objets. Avec l’adaptateur cellulaire modulaire prÊcertifiÊ, le dÊploiement sur diffÊrents rÊseaux des opÊrateurs mobiles est immÊdiat.

Fournisseur Eurotech France

Produits

cc composants mĂŠcaniques

Vanne ultrarĂŠsistante

DotÊe d’un manchon en Êlastomère rÊsistant aux conditions les plus difficiles et pouvant s’Êcraser des milliers de fois sans subir d’altÊration, cette vanne PVG, compromis entre les vannes PVEG et PVE, est particulièrement efficace et solide. Disponible en DN50, 80, 100, 150, 200 et 250, elle accepte une pression de 4 à 10 bar. Le manchon, Êtanche à la bulle, est facile à remplacer.

Avec ses languettes disposÊes sur un seul côtÊ, la vanne PVG assure un passage intÊgral en position ouverte, sans aucune restriction d’Êcoulement, s’intÊgrant ainsi parfaitement à la tuyauterie.

Sa conception rĂŠduit les efforts de pompage et les pertes de charge dans la tuyauterie.

Fournisseur Parelis

Pompes multicellulaires

Avec une pression de refoulement de 16, 25 ou 30 bar et de 16 bar à l’aspiration, ces pompes verticales multicellulaires Nexis First, de 1 à 16 Êtages, dÊlivrent jusqu’à 80 m3/h. Elles acceptent des fluides dont la tempÊrature est comprise entre – 20 et + 120 °C. Compactes, non auto-amorçantes, dotÊes d’orifices allant du DN50 au DN80, elles sont ÊquipÊes de connexions en ligne. Les Nexis First allient un corps de pompe monobloc, une lanterne monobloc, et une garniture mÊcanique standard.

Les pièces hydrauliques ont ÊtÊ soudÊes au laser ce qui leur confère un rendement optimal.

Fournisseur Salmson

Vannes en Inox à siège inclinÊ

DotÊe d’un corps compact en acier inoxydable AISI 316 l, cette gamme de vannes à siège inclinÊ, à commande pneumatique, est disponible avec 2 voies normale-

ment fermÊes (simples ou anticoup de bÊlier) ou normalement ouvertes. Les raccordements vont de DN10 (3/8de pouce) à DN65 (2,5 pouces), offrant des coefficients de dÊbit allant jusqu’à 70 m3/h, avec une pression de service maximale de 16 bar.

Outre l’eau, les huiles et la vapeur, ces vannes acceptent des solutions agressives et corrosives, jusqu’à 180 °C. Elles comprennent un indicateur de position, respectent les exigences des directives 97/23/CE et 94/9/CE. Fournisseur Parker Hannifin

ĂŠlectrovanne pour environnements difficiles

AdaptÊe aux ambiances très soufrÊes, l’Êlectrovanne 327 possède un corps de vanne et des pièces internes en acier Inox 316 l. Son dÊbit varie de 7,5 à 25 l/min selon la taille de l’orifice de passage de 5,7 ou 12 mm de diamètre. TestÊe à 50 ppm de gaz sulfureux (H2S), elle rÊpond aux exigences de la norme Nace MR 0175/ISO 15156. Sa rÊsistance aux vibrations est conforme à la norme CEI 60068-2-6.

cc Pneumatique

Pompes à vide sèches

Ces quatre pompes mono-ÊtagÊes, à double vis, viennent complÊter la gamme Cobra. Elles acceptent de grandes quantitÊs de poudres et de gaz, même corrosifs. La BA 0100 B, silencieuse (58 dBA), dotÊe d’un moteur de 1,8 kW (3 000/3 600 tr/min), offre un dÊbit nominal de 85/105 m3/h.

C’est la seule pompe à vide sèche à vis entièrement refroidie par air.

Les modèles BC 1000 F et 2000 F sont pourvus d’un refroidissement par eau indirect. Avec un moteur de pompe primaire de 1,5/2,9 kW (3 000/4 800 tr/min) et un moteur de pompe Roots de 2,9/4 kW (5 400 tr/min), ils fournissent un dÊbit de 910/1 600 m3/h avec une pression finale de 0,003 hPa. La pompe BC 0100 E, avec 1,5 kW (2 830 tr/min) dÊbite 90 m3/h.

Fournisseur Busch France

Fournisseur Asco Numatics

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D.R.

cc Hydraulique

Produits

Ventouses pour manipulation de sachets

Les lÊve-sacs Pigrip sont destinÊs à manipuler la plupart des types de sachets, dont ceux en film plastique mince. La gamme, qui a ÊtÊ amÊliorÊe et ÊtoffÊe, est maintenant disponible en 25, 34, 41, 48, 63 et 80 mm de diamètre. Elle permet de manutentionner aussi bien des sachets très petits ou souples, Êtroits et oblongs, que les grands sacs lourds d’aliments pour animaux.

Outre les sachets plastiques traditionnels utilisĂŠs pour les aliments secs, ces ventouses ont une excellente prise sur les poches pouvant tenir debout et contenant du liquide.

VĂŠrin pneumatique Ă corps cylindrique

BÊnÊficiant d’une grande flexibilitÊ de fonctionnement et de la possibilitÊ de rÊgler prÊcisÊment la position du dÊtecteur, les vÊrins pneumatiques à corps cylindrique CG1-Z sont disponibles avec des alÊsages de 20 à 100 mm de diamètre, et des courses allant jusqu’à 1 500 mm.

Un Êtrier de dÊtecteur transparent amÊliore la visibilitÊ de l’indicateur LED. Ils sont proposÊs en diffÊrentes versions : filetÊes, taraudÊes (qui rÊduit l’encombrement jusqu’à 52 mm), avec une tige anti-rotation pour augmenter la prÊcision, avec soufflets de tige, adaptÊes à l’hydraulique basse pression ou à l’utilisation dans les salles blanches de classe 100, etc. Notons leurs coÝts d’installation et de maintenance rÊduits.

Fournisseur Smc pneumatique

Fournisseur Piab

cc MĂŠcanique

ChaĂŽne en acier moulĂŠ

DestinÊe aux travaux de traction les plus durs ainsi qu’au transport de charges lourdes, dans les environnements sÊvères et sur de longues distances, cette chaÎne en acier moulÊ C600 est disponible avec des maillons de 63,5 mm, avec ou sans protection. De conception simple et robuste, elle peut être facilement ouverte ou fermÊe grâce aux axes filetÊs du maillon de fermeture.

Elle est Êgalement disponible en version zinguÊe ou plastifiÊe. Elle est adaptÊe à l’industrie du bois, des matÊriaux de construction ainsi qu’aux systèmes de transport de palettes, de fÝts, de containers, de bouteilles de gaz et de caisses grillagÊes.

Fournisseur Iwis France

cc Hydraulique Pompe Ă entraĂŽnement magnĂŠtique

Cette gamme de pompes à entraÎnement magnÊtique, proposÊe en 52 tailles, se distingue notamment par des puissances volumiques ÊlevÊes et de faibles consommations d’Ênergie. La chambre d’entraÎnement magnÊtique et le parcours des fluides de circulation, de refroidissement et de lubrification ont ÊtÊ particulièrement ÊtudiÊs.

L’utilisateur a ainsi le choix entre 4 modes de fonctionnement, allant de la simple circulation interne, à la version dite en cul-de-sac (deadend) avec hydraulique auxiliaire. Le dÊbit atteint 1 400 m3/h et la pression jusqu’à 40 bars.

Les Magnochem visent le transport de liquides agressifs, toxiques, explosifs ou inflammables dans la chimie, la pÊtrochimie et l’industrie de process. La cloche d’entrefer est disponible en plusieurs matÊriaux tels que l’Hastelloy ou le titane mais aussi, selon les besoins, en oxyde de zirconium. Les paliers lisses à revêtement diamantÊ assurent, en cas de lubrification insuffisante, d’excellentes propriÊtÊs antigrippage. Les rotors sont ÊquilibrÊs en statique et en dynamique en usine, ce qui garantit un très faible niveau de vibrations. Le rotor intÊrieur est en samarium-cobalt en raison de sa bonne rÊsistance à la tempÊrature et de ses propriÊtÊs magnÊtiques.

Fournisseur KSB cc description

D.R.

RĂŠfĂŠrence Magnochem CaractĂŠristique Cette pompe Ă entraĂŽnement

magnÊtique propose deux modes de circulation des liquides de refroidissement/lubrification dans l’espace du rotor : interne ou externe.

Elle assure une sĂŠcuritĂŠ de fonctionnement maximale.

cc points forts

La pompe est ÊquipÊe de nombreuses innovations protÊgÊes par des brevets. On distingue en particulier : l’apport de l’hydraulique auxilliaire dans les modes de fonctionnement, le nombre ÊlevÊ de combinaisons rÊalisables pour l’entraÎnement magnÊtique et le positionnement astucieux des paliers lisses avec butÊes intÊrieures.

JUIN 2015ccN°977-978

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Produits

cc MESURE (avec piquets), le test de rÊsistivitÊ des terrains, le test sÊlectif (avec une pince et des piquets) et le test sans piquet avec seulement deux pinces. Les piquets de mise à la terre et câbles de haute qualitÊ fournis simplifient le travail : pour chaque type de mesure l’appareil indique les piquets et pinces à raccorder.

Fournisseur Fluke France

DÊbitmètre Coriolis ultra-compact

Disposant d’un volume de mesure de 500 x 580 x 500 mm, cette machine tridimensionnelle est la plus prÊcise destinÊe aux ateliers. Une compensation thermique structurelle permet d’effectuer des mesures entre 15 et 30 °C et des amortisseurs passifs la protègent contre les vibrations usuelles (des amortisseurs actifs sont aussi disponibles).

Le système Tigo SF est dotÊ en sÊrie du palpeur de haute prÊcision LSP-X1, qui facilite le scanning et les mesures point par point. AssociÊe au logiciel PCDMIS Touch, elle introduit un nouveau mode d’interaction avec une machine d’atelier, conçu pour les Êcrans graphiques, constituant un processus de mesure intuitif. Compacte, la machine est robuste, protÊgÊe de l’encrassement des parties mobiles par des soufflets, et disponible en version IP54.

Fournisseur Hexagon Metrology

Testeurs de mise Ă la terre

Une mise à la terre efficace est un ÊlÊment important pour la sÊcuritÊ et le fonctionnement des installations Êlectriques. Permettant de gagner du temps, ces testeurs offrent une mise en œuvre simple, le stockage des donnÊes et une fonction de tÊlÊchargement par leur port USB. Complets, ils permettent d’effectuer les 4 types de mesure de rÊsistance de terre.

Les testeurs de terre 1 623-2 et 1 625-2 permettent de rÊaliser les mesures de chute de potentiel tripolaire et quadripolaire

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N°977-978ccJUIN 2015

Mesurant 265 x 280 x 90 mm et ne pesant que 4,6 kg dans sa version DN15 et protÊgÊ IP67, ce dÊbitmètre Coriolis est le plus compact et le plus lÊger du marchÊ offrant une incertitude de mesure de 0,1 %. Il fonctionne à des tempÊratures de fluide comprises entre -50 et +200 °C et des pressions atteignant 100 bar et convient aux applications exigeantes.

Exploitant un procÊdÊ numÊrique, le dÊbitmètre Sitrans FC410 intègre le transmetteur dans le boÎtier du capteur de mesure. Sa vitesse d’Êchantillonnage est de 10 ms et il fournit des informations sur le dÊbit, la masse, le volume, la densitÊ et la tempÊrature du fluide. Il prÊsente un point zÊro stable, une faible perte de charge et une haute immunitÊ aux bruits et vibrations. CertifiÊ pour l’industrie pharmaceutique et alimentaire, il communique via le protocole Modbus RTU485.

Fournisseur Siemens Industry Automation

Tansmetteurs sans fil

InstallÊs dans des zones oÚ le câblage est difficile à mettre en œuvre, ces transmetteurs pour applications industrielles communiquent sur la bande ISM 2,4 GHz par liaison radio de type IEEE 802.15.4. Conformes à la norme de protocole ouvert sans

fil industriel ISA 100.11a, ils s’intègrent de manière transparente dans un rÊseau de terrain.

Les transmetteurs XYR 6000 s’intègrent de façon transparente dans un rÊseau OneWireless du fabricant. Les instruments sans fil communiquent entre eux avec des dispositifs de routage fixe ou une passerelle format un rÊseau maillÊ gÊrÊ et sÊcurisÊ. Le rÊseau OneWireless accepte simultanÊment les instruments ISA 100.1a, des appareils Wi-Fi et basÊs sur Ethernet/IP. Fournisseur Engineering Mesures

Analyseur de vapeurs de mercure portable

DestinÊ à l’analyse des rejets, la dÊpollution, le contrôle des sites d’enfouissement, le recyclage des lampes fluorescentes, etc., cet analyseur de mercure portable est le seul qui utilise la spectromÊtrie de fluorescence atomique.

Sa capacitÊ de dÊtection est de 0,05 ¾g/m3 à 500 ¾g/m3 et sa prÊcision de 10 %. Il fonctionne en mode Êchantillonnage ou surveillance continue.

LÊger et compact (305 x 157 x 137 mm pour 3,2 kg), l’analyseur Jerome J505 dispose d’une autonomie supÊrieure à 10 heures avec sa batterie NiMH. Il enregistre 10 000 mesures horodatÊes avec possibilitÊ d’affec ter 100  localisations et peut transfÊrer les donnÊes sur clÊ USB. Il affiche les rÊsultats en ng, ¾g ou mg et offre le choix de deux seuils hauts programmables.

Fournisseur Citec

D.R.

cc Instrumentation et traitement Mesure tridimensionnelle pour les ateliers

Produits

cc ÉLECTROTECHNIQUE cc EntraÎnements

Moteur CC sans balais et sans encoches

inoxydables, d’un rotor à quatre pôles avec des aimants de haute Ênergie et d’un circuit imprimÊ interne comportant des capteurs à effet hall.

Fournisseur Pittman

D.R.

EntraÎnement Êlectrique sans armoire DÊveloppÊ pour les instruments mÊdicaux compacts, ce moteur miniature sans balais et sans encoches apporte une prÊcision et des performances adaptÊes au secteur mÊdical. L’architecture du moteur sans les dents du stator assure d’Êliminer le couple de dÊtente, de limiter l’inductance et d’obtenir des temps de rÊponse extrêmement courts. Le corps du BI-05 a un diamètre de 12,7 mm pour une vitesse à vide pouvant atteindre 60 000 tr/min. Il offre un couple continu pouvant atteindre 0,0064 Nm. Il est composÊ d’aciers

Pour les industries de l’emballage et de l’agroalimentaire, ce système d’entraÎnement Êlectrique sans armoire qui rÊunit en un seul bloc le moteur et le variateur, amÊliore l’efficacitÊ ÊnergÊtique, facilite l’intÊgration avec des coÝts d’Êtudes moindre et Êconomise l’encombrement avec un entraÎnement dÊcentralisÊ. L’IndraDrive Mi a ÊtÊ conçu selon l’approche 4EE pour bÊnÊficier de la rÊcupÊration d’Ênergie grâce au module d’alimentation à rÊinjection rÊseau et à la redistribution d’Ênergie de freinage aux axes en demande de puissance via le bus continu. Ces

avantages sont un câblage minimal, une couche sÊcuritÊ transmise par câble hybride et une ouverture aux principaux protocoles de communication Ethernet.

Fournisseur Bosch Rexroth

Servomoteurs synchrones

tante et assure le mouvement de charges lourdes avec une rÊgularitÊ de vitesse et un positionnement prÊcis. Ils peuvent aussi compter sur une grande variabilitÊ d’exÊcution et un Êtagement fin des tailles moteurs. Ils atteignent jusqu’à 320 Nm de couple.

Fournisseur Sew-Usocome cc ĂŠnergie Alimentations 24Â V

Ces servomoteurs synchrones, de taille 112, sont dÊclinÊs en quatre longueurs (S, M, L et H). Toutes ces variantes s’articulent autour d’une seule et même taille de bride. Ils peuvent être montÊs en direct sur les rÊducteurs de la gamme et en combinaison avec un frein à action de ressort de type BY, ils deviennent alors des servomoteurs-freins.

Les CMP112 possèdent une faible inertie du rotor qui leur confère une accÊlÊration angulaire très impor-

Très compactes, ces alimentations à dÊcoupage 24 V dÊlivrent une puissance accrue par rapport à des alimentations traditionnelles.

La puissance efficace est particulièrement haute (jusqu’à 94%). La dissipation d’Ênergie en est moindre dans l’armoire Êlectrique. La tempÊrature de fonctionnement s’Êtend de -25° à +70°C. Elles disposent de bornes doubles pour un câblage facile.

Fournisseur IFM Electronic

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Produits cc Automatismes et contrĂ´le

Bus de terrain intelligent cc Automatismes

et contrĂ´le Automatisation modulaire

Ce système dâ&#x20AC;&#x2122;automatisation modulaire est une version durcie du Wago-I/O-System 750. Sa large amplitude de tempĂŠrature de fonctionnement, de â&#x20AC;&#x201C;â&#x20AC;&#x2030;40 °C Ă +â&#x20AC;&#x2030;70 °C autorise son utilisation dans les environnements climatiques extrĂŞmes, sans recours Ă des systèmes de climatisation pour le chauffage ou le refroidissement.

Avec une tenue en tension allant jusquâ&#x20AC;&#x2122;Ă 5Â kV (1Â kV pour les modules <Â 60Â V et 5Â kV pour les modules >Â 60Â V), il rĂŠpond aux contraintes dâ&#x20AC;&#x2122;isolation les plus exigeantes, comme celles requises dans les applications de tĂŠlĂŠcontrĂ´le dans le domaine de lâ&#x20AC;&#x2122;ĂŠnergie.

La rĂŠsistance aux vibrations de la gamme XTR et sa rĂŠsistance aux chocs de 15Â g permettent une installation Ă proximitĂŠ immĂŠdiate dâ&#x20AC;&#x2122;ĂŠquipements gĂŠnĂŠrant des vibrations ou des chocs, comme de gros moteurs ĂŠlectriques ou des disjoncteurs de puissance. Trente variantes sont disponibles, incluant des coupleurs dâ&#x20AC;&#x2122;entrĂŠes/sorties et des contrĂ´leurs programmables.

Elle est destinĂŠe aux applications difficiles dans la construction navale, lâ&#x20AC;&#x2122;industrie, le secteur offshore, la pĂŠtrochimie, lâ&#x20AC;&#x2122;ĂŠolien ou encore le transport et la distribution dâ&#x20AC;&#x2122;ĂŠnergie.

Fournisseur Wago Contact

Automates Ă sĂŠcuritĂŠ intĂŠgrĂŠe

DotĂŠe dâ&#x20AC;&#x2122;une puissante CPU Ă sĂŠcuritĂŠ intĂŠgrĂŠe, cette gĂŠnĂŠration dâ&#x20AC;&#x2122;automates convient aux applications standard et de sĂŠcuritĂŠ haut de gamme pour lâ&#x20AC;&#x2122;automatisation des machines et des installations industrielles. Les utilisateurs peuvent crĂŠer leurs programmes standard ou pour applications de sĂŠcuritĂŠ, avec la mĂŞme plateforme dâ&#x20AC;&#x2122;ingĂŠnierie et selon le mĂŞme concept dâ&#x20AC;&#x2122;utilisation.

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cahier technique Modéliser la mise en forme des matériaux ccréalisé par

ccMarc Bernacki

Professeur en Métallurgie nuMérique à Mines Paristech ceMef (soPhia antiPolis) Il y dirige l’équipe Modélisation multi-échelles dans le département mécanique et physique numérique.

Il copréside par ailleurs au nom de la Société française de métallurgie et de matériaux (SF2M) la commission mixte «Matériau numérique» de la SF2M et Mecamat.

ccPierreOlivier BOuchard

Professeur en Mécanique nuMérique à Mines Paristech ceMef (soPhia antiPolis)

D. R.

Il est à la tête du département physique et mécanique numérique constitué de 13 chercheurs et d’une trentaine de doctorants et post-doctorants.

our les pièces à haute valeur ajoutée, la simulation numérique industrielle des procédés est sur le point de franchir une nouvelle étape.

En effet, l’évolution considérable des moyens de calcul, des méthodes numériques et des techniques expérimentales permet aujourd’hui d’avoir accès à l’information locale au cœur de la matière et de la modéliser. De nouvelles stratégies de modélisation commencent donc à apparaître. La physique, considérée dans les simulations à l’échelle macroscopique, se nourrit de simulations réalisées à l’échelle de la microstructure. Cette thématique en pleine expansion deviendra probablement indispensable dans l’élaboration et la mise en forme des matériaux du futur. cm

P

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cahier technique

Le matériau numérique met le cap sur l’échelle nano

Fig. 1

Simulation numérique multi-échelle

a mécanique des matériaux hétérogènes s’est longtemps concentrée sur la notion de comportement global, en estimant de manière macroscopique leurs propriétés. Ainsi, jusqu’à présent le monde industriel s’est généralement contenté de modélisations d’évolutions microstructurales assez approximatives dans le contexte de la mise en forme.

La mécanique (lois de comportement) étant le paramètre du premier ordre.

On constate actuellement un intérêt croissant pour des modélisations de plus en plus fines des microstructures héritées de la mise en forme, car celles-ci conditionnent dans une large mesure les propriétés des pièces produites. Or ce sont ces propriétés qui permettent un avantage compétitif, assurent le respect de normes matériaux de plus en plus sévères et permettent de repousser toujours plus loin les domaines thermomécaniques d’utilisation de ces matériaux.

L

i. inFOrMatiOn LOcaLe Mixer les approches macro et micro Dans les matériaux métalliques, le contrôle de la taille de grains est essentiel, notamment dans le nucléaire ou l’aérospatial. Il est donc essentiel de bien maîtriser la recristallisation. La tolérance aux défauts est parallèlement de plus en plus faible. D’où l’importance de prévenir et de savoir prédire l’endommagement. La modélisation à partir de « microstructures numériques » relève ces défis, en permettant d’appréhender des problèmes multiphysiques, avec prise en compte des couplages associés et des évolutions microstructurales résultantes. Une perspective qui emmène les ingénieurs aux frontières du nano-monde, où la physique que nous connaissons change, et où les matériaux sont à une taille telle que la représentation

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N°977-978ccJUIN 2015

F. RobERt

L’optimisation des pièces mécaniques vitales de nombreux équipements passe par une connaissance de la matière et des modifications de ses propriétés lors des opérations de mise en forme. Un terrain d’expression idéal pour la simulation numérique grâce à des méthodologies permettant de passer du macroscopique au microscopique, et bientôt au nanoscopique.

La taille de grains d’un matériau métallique évolue au cours de sa mise en forme. Les données expérimentales issues de l’observation de ce phénomène permettent de bâtir à la fois des modèles simples à l’échelle macroscopique, des modèles à champ moyen plus sophistiqués ne décrivant pas explicitement la microstructure et des méthodes numériques très fines à l’échelle de la microstructure dites à champ complet.

explicite de leur microstructure est possible, et même nécessaire, si l’on veut optimiser leurs propriétés.

L’évolution considérable des moyens de calcul, des méthodes numériques et des techniques expérimentales permet aujourd’hui d’avoir accès à l’information locale au cœur de la matière et de la modéliser. L’information locale contient, par exemple, la rhéologie (comportement) des différentes phases, leurs dispositions, leurs formes, leurs caractéristiques… Ainsi, si toute l’information microscopique pouvait être connue, traitée numériquement et surtout si les phénomènes microstructuraux majeurs pouvaient être compris et modélisés, il serait possible de réaliser pour une pièce sollicitée mécaniquement, thermiquement et chimiquement, un calcul sur l’ensemble de la pièce. Or de nombreux «verrous» théoriques et numériques persistent. Posent encore problème, entre autres: la modélisation des structures polycristallines et de leurs évolutions (restauration, recristallisation et croissance de grains), des structures amorphes, des changements de phases à l’état solide, des phénomènes d’endommagement et de fissuration, de la solidification…

Tous ces phénomènes microstructuraux complexes ont deux points communs: ils ont un impact très important sur les propriétés mécaniques finales du matériau (ductilité, corrosion, résistance en fatigue…) et mettent en jeux

MOdéLiser La Mise en FOrMe des Matériaux

Fig. 2

Génération d’un VER « exact »

cc Ce qu’il faut retenir

c On peut améliorer le comportement macroscopique grâce à des simulations réalisées à l’échelle microscopique. cLa montée en puissance des calculateurs permet de traiter et de gérer les très gros volumes de données (big data) générés par l’analyse fine des modèles microscopiques.

F. RobERt

cDe nouvelles approches mathématiques devront être utilisées pour modéliser finement le comportement de la matière à des échelles micro et bientôt nanoscopiques.

L’immersion dans un maillage d’éléments finis de la numérisation exacte d’une microstructure biphasée (acier ferritique avec nodules de graphite) permet de générer un volume élémentaire représentatif (VER) dans un contexte d’éléments finis du matériau considéré.

Fig. 3

F. RobERt

Génération d’un VER « statistique »

Une microstructure virtuelle statistique 2D (en bas à droite) peut être créée ex nihilo par des méthodes mathématiques telles Laguerre-Voronoï.

Elle est alors statistiquement équivalente à la distribution de taille de grains et à la cartographie d’orientation obtenues expérimentalement (en bas à gauche) via un microscope électronique équipé d’un détecteur EbSD.

des évolutions d’interfaces physiques complexes (joints de grains, de phases, dendrites, sphérolites…). Les propriétés magnétiques et électriques sont aussi concernées.

La compréhension et la simulation des mécanismes locaux de déformation à l’œuvre au sein des matériaux hétérogènes, et plus précisément au niveau des hétérogénéités individuelles, ont donné naissance au concept du matériau numérique et de modélisation à l’échelle d’un volume élémentaire représentatif (VER). Ces approches génériques sous-entendent des défis importants en termes de recherche fondamentale et appliquée: l être capable à partir de moyens expérimentaux de générer les données nécessaires à une reconstruction virtuelle des microstructures et à la validation des méthodes numériques, l développer les méthodes numériques adaptées en termes de génération de microstructures (immersion réelle, génération statistique…), l comprendre la physique des phénomènes microstructuraux et être capable de construire et d’améliorer des méthodes/modèles numériques, dits à champ complet, susceptibles de les modéliser, l faire face à des calculs intensifs sous-entendant un environnement massivement parallèle et gérer aussi la numérisation d’importants volumes de données (big data), l enrichir les modèles macroscopiques, dits à champ moyen, utilisés dans les codes de simulation industriels grâce aux résultats obtenus à ces échelles inférieures et établir des approches numériques couplant les différentes échelles (Fig. 1) , l modéliser le lien entre les propriétés macroscopiques des matériaux et les microstructures sous-jacentes prédites.

Ces développements pouvaient encore être considérés comme trop en amont il y a quelques années, ils sont désormais suffisamment matures pour permettre aux industriels des améliorations significatives de leurs produits. Cela nécessite cependant un effort de caractérisation important pour alimenter ces modèles numériques en données géométriques, mécaniques et physiques.

L’étape suivante? Nourrir et améliorer ces simulations à l’échelle microscopique par des simulations réalisées à l’échelle de la dynamique moléculaire ou de la dynamique des dislocations pour les métaux.

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cahier technique

Fig. 4

Des méthodes complémentaires statistiquement les propriétés géométriques et les attributs qui leur sont propres. Autre défi : immerger les microstructures obtenues dans un cadre de résolution des équations physiques considérées (méthodes des éléments finis, discrètes et stochastiques…).

3. recristaLLisatiOn Modélisation du phénomène dans les matériaux métalliques

F. RobERt

Le contrôle fin des microstructures métalliques est crucial, particulièrement dans le nucléaire et l’aéronautique, où le contrôle de la taille de grains est critique. C’est le cas par exemple pour des pièces sensibles telles que les canalisations primaires utilisées dans les centrales nucléaires ou pour les pièces chaudes des turboréacteurs. Il n’existe, à ce jour, aucun modèle permettant de prédire correctement les phénomènes d’évolutions successives de la microstructure poly-cristalline pouvant se produire dans les procédés de mise en forme multi-passes des pièces considérées.

D’autant moins que le comportement mécanique du matériau évolue en fonction de l’état de la microstructure.

Le phénomène de recristallisation semble globalement simple, mais les mécanismes intervenant sont nombreux, complexes et pas tous encore entièrement compris. C’est donc un sujet d’intense recherche fondamentale, expérimentale et numérique. En effet de nombreuses caractéristiques de la microstructure contribuent à l’énergie de déformation, particulièrement la population des défauts cristallins et la désorientation à l’interface entre les grains.

Par ailleurs, la cinétique de recristallisation concernant les grains ou les sous-grains est contrôlée non seulement par les caractéristiques des interfaces, mais également par leurs interactions avec les populations de défauts tels que les dislocations, les particules ou les atomes en soluté.

Cette cinétique est elle-même affectée par la distribution d’énergie stockée. Ce couplage dynamique explique la

La construction du volume élémentaire représentatif (VER) d’une pièce (par exemple un alliage aéronautique) sous forme d’une microstructure numérique d’éléments finis peut respecter à la fois les images obtenues au microscope pour les particules de seconde phase et une description statistique des grains.

2. MicrOstructures VirtueLLes Des représentations plus ou moins fidèles

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N°977-978ccJUIN 2015

Fig. 5

Exemples de VER statistiques

F. RobERt

La génération de VER est nécessaire pour un grand nombre de problématiques telle que la génération de polycristaux, de semi-solides granulaires, de poudres, de structures poreuses ou de mousses, entre autres.

Deux grandes approches peuvent être discutées dans la représentation virtuelle d’une microstructure : la génération d’un VER « exact » (Fig. 2) et la génération de microstructures virtuelles respectant les statistiques d’observables choisies de la microstructure, sans en être une copie à l’identique (Fig. 3).

La première démarche présente l’intérêt de reproduire fidèlement une microstructure observée, dans la limite de la qualité des fichiers de données expérimentales considérés. La seconde est quant à elle, en général, moins fidèle au sens local mais plus représentative de la microstructure complète, car non limitée à la prise en compte de «clichés» locaux, mais reposant sur des données statistiques plus larges. Ces deux approches peuvent être utilisées de manière complémentaire (Fig. 4) et généralisées à des VER variés (Fig. 5). Générer une microstructure virtuelle statistique nécessite d’être capable de définir une représentation analytique des objets décrits tout en leur associant

Le rendu des microstructures virtuelles générées automatiquement rend compte des particularités liées à l’état physique de la matière étudiée

MOdéLiser La Mise en FOrMe des Matériaux

Fig. 6

Modélisation multi-échelle de la mise en forme d’un matériau

F. RobERt

Différents mécanismes interviennent lorsde la mise en forme de matériaux métalliques.

L’utilisation de modèles correspondant à chacun de ces phénomènes enrichit la modélisation à l’échelle d’un volume élémentaire représentatif (VER).

complexité du sujet et l’importance des modèles multiéchelles pour décrire de manière exhaustive les phénomènes de recristallisation de manière générique.

Historiquement, les premiers modèles de recristallisation furent basés sur l’approche de type JMAK, du nom de ses auteurs (Johnson-Mehl-Avrami-Kolmogorov), permettant de prévoir à partir de certaines propriétés du matériau et des conditions thermomécaniques (taux de nucléation, indice d’Avrami) l’évolution de la fraction recristallisée du matériau durant la recristallisation primaire.

Si, aujourd’hui, différents modèles que l’on appelle «moyennés» ou à champ moyen permettent d’être beaucoup plus précis que l’approche de type JMAK, ils doivent, pour améliorer leurs prédictions, se nourrir de modélisations à l’échelle microscopique. Depuis trois décennies, grâce à l’amélioration de la compréhension des phénomènes physiques et à l’explosion des moyens numériques, des méthodes de modélisation de la recristallisation à l’échelle microscopique se sont développées. La plus célèbre et la plus utilisée à ce jour est la méthode probabiliste de type Monte-Carlo. Elle repose sur une description pixélisée ou voxélisée de la microstructure granulaire et la construction de règles probabilistes d’évolution appliquées à chaque cellule de la grille régulière pour rendre compte des caractéristiques cinétiques du phénomène de recristallisation. Les approches de type Automate cellulaire (AC) constituent une autre méthode probabiliste sur grille régulière.

Dans un contexte plus précis de type déterministe, trois grandes familles de méthodes sont aujourd’hui développées, les méthodes Vertex, Champ de phase et Level-Set. Elles modélisent finement les phénomènes de recristallisation et croissance de grains en prenant en compte toute la physique polycristalline des matériaux considérés (respect de la morphologie et des tailles de grains, texture, anisotropie de mobilité ou

d’énergie d’interfaces, particules de seconde phase, joints de grains spéciaux, effet des solutés…). (Fig. 6).

On saisit ainsi l’intérêt de la stratégie multi-échelles pouvant être proposée à partir de ces modèles. À l’échelle macroscopique, toute position sensible du matériau en termes d’évolution de taille de grains (prédite par exemple par un modèle phénoménologique, peu coûteux numériquement, évalué aux points d’intégrations de la simulation macroscopique) peut faire appel à une simulation à une échelle inférieure (et donc affinée), afin d’améliorer la prédiction moyennée du modèle simplifié à l’échelle macroscopique. Et ce pour différents mécanismes complexes bien connus des métallurgistes : plasticité cristalline, recristallisation dynamique continue ou discontinue, recristallisation statique ou post-dynamique, croissance de grain avec prise en compte des effets de freinage des joints de grains par les particules de seconde phase. Cette approche multi-échelles permet également de proposer de manière optimale et sur mesure de nouveaux modèles simplifiés utilisables dans les codes de calculs industriels.

Finalement, la notion de matériau numérique peut aussi se définir via le concept «d’essais numériques».

4. endOMMaGeMent ductiLe Des modèles micromécaniques ou phénoménologiques L’endommagement caractérise la perte progressive des propriétés mécaniques d’un matériau provenant de mécanismes microstructuraux qui peuvent différer suivant le matériau étudié. Pour les métaux, en mise en forme, l’endommagement ductile provient des phases de germination, croissance, puis coalescence de porosités dans le matériau au cours de la déformation.

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cahier technique MOdéLiser Les Matériaux

Approche multi-échelle de l’endommagement ductile

Approche multi-échelles pour la refermeture des porosités

F. RobERt

Fig.8

F. RobERt

Fig.7

on extrait de la modélisation macroscopique du procédé de mise en forme, ici de l’extrusion provoquant des défauts en chevrons, des conditions aux limites réalistes à appliquer à un volume élémentaire représentatif (VER) construit à partir d’une microstructure observée ou générée statistiquement.

Ce calcul sur VER prédit les lois d’évolution de porosités pour différents trajets de chargement pour alimenter les modèles utilisés à l’échelle du procédé.

La germination représente l’apparition de microporosités dans le matériau au cours de la déformation due à l’hétérogénéité de sa microstructure. Dans le cas d’un matériau contenant des inclusions, elle provient soit de la fragmentation d’inclusions, soit de la décohésion à l’interface entre les inclusions et la matrice. Ces porosités croissent au cours du chargement, jusqu’à l’apparition de microfissures reliant les porosités entre elles. On parle de coalescence. Ce phénomène entraîne la rupture macroscopique du matériau. Sa prédiction est donc essentielle.

L’étude de l’endommagement peut être faite soit par des modèles micromécaniques, soit par des modèles phénoménologiques, les paramètres mécaniques de premier ordre étant la déformation plastique, ainsi que le taux de triaxialité des contraintes, soit le rapport entre la contrainte hydrostatique et la contrainte équivalente.

De nombreux modèles d’endommagement «découplés» ont été proposés dans les années 70. Leur principal défaut réside dans l’absence de couplage entre l’endommagement et le comportement du matériau. Une alternative, toujours à une échelle macroscopique, réside dans l’utilisation de modèles d’endommagement couplés pour lesquels l’évolution de la variable d’endommagement modifie les propriétés mécaniques du matériau. Les modèles de Gurson-

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L’étude de microporosités dans une pièce laminée à chaud permet, grâce au modèle à champs moyen Cicaporo, d’incorporer les effets de la morphologie des pores et de leur orientation dans la matrice lors de l’étude de différents trajets de chargement, dont l’influence est prédite par des itérations du VER. on en déduit de nouvelles conditions de process.

Tvergaard-Needleman (GTN) et de Lemaitre figurent parmi les plus utilisés. Ils ont été enrichis pour tenir compte de la rupture en fort cisaillement (Hahshon, Cao).

Plus récemment, des critères de rupture ont été proposés sur la base d’une définition plus complète de l’état de contraintes, basée sur la triaxialité des contraintes et l’angle de Lode, valeur définissant la surface délimitant le domaine élastique d’un matériau. Il faut noter que la précision de ces modèles dépend fortement de l’identification des paramètres de comportement et d’endommagement des matériaux étudiés en étant au plus près des conditions industrielles. Cette étape est donc primordiale.

Depuis quelques années, de nombreux travaux ont été menés pour incorporer plus de physique dans les modèles d’endommagement ductile afin de mieux prédire et modéliser les phases de germination, croissance et coalescence de microporosités. La forme des inclusions sur la germination, la forme et la densité des porosités sur la croissance et la coalescence ont été abordées, et ce pour différents types de matériaux métalliques. Bien que très instructifs, les modèles théoriques développés sur la base de ces études sont généralement associés à des microstructures simples et en petite déformation. Ils ne permettent donc pas d’étudier des microstructures réelles comprenant plu-

sieurs inclusions ou porositĂŠs de morphologies complexes. Lâ&#x20AC;&#x2122;avenir de ces approches rĂŠside donc lĂ encore vers une prise en compte de plus en plus prĂŠcise des caractĂŠristiques rĂŠelles de la microstructure considĂŠrĂŠe. Ainsi, les modèles utilisĂŠs Ă lâ&#x20AC;&#x2122;ĂŠchelle macroscopique de type GTN reposent sur des lois de germination, croissance et coalescence considĂŠrant la porositĂŠ comme ĂŠtant sphĂŠrique et plongĂŠe dans une matrice plastique homogène. Or une microstructure marquĂŠe (inclusionnaire) peut fortement influencer ces lois microscopiques. De plus, les trajets de chargement rencontrĂŠs en mise en forme des matĂŠriaux sont très complexes (multiaxiaux et non proportionnels).

Une meilleure comprĂŠhension et modĂŠlisation de ces mĂŠcanismes dâ&#x20AC;&#x2122;endommagement ductile nĂŠcessite de travailler Ă lâ&#x20AC;&#x2122;ĂŠchelle de la microstructure. Dâ&#x20AC;&#x2122;oĂš la nĂŠcessitĂŠ dâ&#x20AC;&#x2122;une mĂŠthodologie multi-ĂŠchelles (Fig. 7). Ces approches consistent Ă appliquer des conditions aux limites rĂŠalistes (calcul macroscopique) Ă un VER exact ou statistique. Les travaux du Cemef servent Ă modĂŠliser la fragmentation dâ&#x20AC;&#x2122;inclusions ou encore la dĂŠcohĂŠsion matrice/inclusion, la phase de croissance puis de coalescence pour diffĂŠrents trajets de chargement multiaxiaux, proportionnels ou non. Les lois ainsi obtenues alimentent les modèles Ă champs moyens utilisĂŠs Ă lâ&#x20AC;&#x2122;ĂŠchelle de la pièce.

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Les lopins mĂŠtalliques issus de fonderie prĂŠsentent gĂŠnĂŠralement des microporositĂŠs Ă cĹ&#x201C;ur quâ&#x20AC;&#x2122;il est nĂŠcessaire de refermer pour fournir un produit de bonne qualitĂŠ.

Pour refermer ces pores de taille gĂŠnĂŠralement nĂŠgligeable par rapport celle de la pièce, les industriels utilisent des procĂŠdĂŠs Ă chaud tels que le forgeage libre ou le laminage. Dans la littĂŠrature, plusieurs modèles Ă champ moyen prĂŠdictifs en termes dâ&#x20AC;&#x2122;ĂŠvolution du volume des pores traitent de cette problĂŠmatique. Ces modèles restent nĂŠanmoins limitĂŠs vis-Ă -vis des paramètres pris en compte et de la complexitĂŠ du problème. RĂŠcemment un modèle Ă champ moyen, appelĂŠ Cicaporo, a ĂŠtĂŠ ĂŠlaborĂŠ afin de modĂŠliser avec plus de prĂŠcision la refermeture des pores pour diffĂŠrents trajets de chargement. Comme nous lâ&#x20AC;&#x2122;avons vu pour lâ&#x20AC;&#x2122;endommagement, il est issu dâ&#x20AC;&#x2122;une approche multi-ĂŠchelles utilisant des simulations sur VER. Ainsi, contrairement aux modèles classiques qui ĂŠtudient la refermeture de porositĂŠs en fonction uniquement de la triaxialitĂŠ des contraintes et de la dĂŠformation plastique ĂŠquivalente, le modèle Cicaporo incorpore les effets de la morphologie des pores et de leur orientation dans la matrice (Fig. 8). Il peut ĂŞtre utilisĂŠ Ă lâ&#x20AC;&#x2122;ĂŠchelle de la pièce afin dâ&#x20AC;&#x2122;optimiser les gammes de forgeage et de laminage et ainsi refermer ces porositĂŠs de manière plus efficace. La cicatrisation de ces porositĂŠs constitue une suite naturelle de ces travaux. cm JUIN 2015ccN°977-978

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cahier technique MOdéLiser Les Matériaux

POUR ALLER PLUS LOIN Depuis 2013, le CEA Ripault organise tous les deux ans « les journées matériaux numériques ». Celles-ci rassemblent les acteurs de la communauté nationale œuvrant dans tous les domaines concernés par la représentation numérique 3D de la microstructure des matériaux, dans le but de comprendre et de prévoir leur comportement.

Les thématiques suivantes ont été traitées lors des deuxièmes journées, qui se sont tenues en février 2015 : - Mesures locales de propriétés - Techniques de numérisation (microscopies, tomographie X…) - Génération de matériaux virtuels - Mathématiques appliquées (segmentation, analyse morphologique) - Modélisation du comportement de matériaux numériques. cm

Vocabulaire professionnel c

RECRISTALLISATION

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CROISSANCE DE GRAIN

Colloque Un rassemblement international

L’European Congress and Exhibition on Advanced Materials and Processes, Euromat 2015, qui se tiendra à l’université de Varsovie (Pologne) du 20 au 24 septembre, abordera notamment les aspects modélisation et caractérisation numériques des matériaux. Environ 2 000 chercheurs, scientifiques et industriels devraient y participer. cm

Commission Une structure dédiée aux matériaux numériques En 2014, la Société française de métallurgie et de matériaux (SF2M), association scientifique à but non lucratif, d’intérêt général, contribuant à la promotion des sciences et des techniques des matériaux, a créé en son sein une commission « matériau numérique ».

Celle-ci a pour objectif de regrouper industriels et académiques autour du thème du matériau numérique afin de créer un lieu privilégié d’échanges d’informations et d’organisation d’événements. Par ailleurs, cette commission a évoluée en 2015 sous la forme d’une commission mixte SF2M - Mecamat (Association française de mécanique des matériaux).. cm

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voyage au cœur des matériaux Retrouvez sur notre site une sélection de vidéos illustrant la modélisation à l’échelle d’un VER et la simulation numérique de la transformation cristalline des matériaux.

Cristalline

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industrie-techno.com

Phénomène capillaire lié à l’énergie des joints de grains, qui tend à réduire leur surface totale. thermiquement activé, il a lieu durant la recristallisation mais peut aussi apparaître seul (absence d’énergie stockée liée aux densités de dislocations).

VOLUME ÉLÉMENTAIRE REPRÉSENTATIF Réplique

numérique parfaite ou statistique d’une partie de la microstructure observée. c

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Vidéos

Nouvelle cristallisation d’un matériau métallique polycristallin qui se développe à l’état solide. Elle a lieu à partir d’un certain niveau d’écrouissage et de température.

L’énergie associée aux densités de dislocations est la force motrice de ce phénomène.

MODÈLE À CHAMP MOYEN

Modèle analytique d’évolution des grandeurs caractéristiques du couple «microstructure/ phénomène physique considéré», sans prise en compte de la topologie réelle de la microstructure.

Peu coûteux numériquement, il nécessite un paramétrage propre grâce à des simulations réalisées en champ complet et/ou de nombreuses validations expérimentales.

MODÈLE À CHAMP COMPLET Méthode numérique

de modélisation explicite de la microstructure et de l’évolution de ses interfaces.

Son coût numérique est important et dépendant des méthodes utilisées (déterministes ou stochastiques), mais cette méthode requiert peu de paramètres non physiques.

D.R.

Rencontre Le rassemblement des spécialistes

1er DÉCEMBRE 2015 Paris

dépôt Date limite de 30 juin 2015 ! : s re tu a id d n des ca

12e édition

RÉVÉLER LES JEUNES INGÉNIEURS DE TALENT Pourquoi pas vous ?

Le Trophée des ingénieurs de demain récompense les élèves ingénieurs et les jeunes ingénieurs pour l’excellence de leur projet ou innovation, et met en lumière les compétences de demain.

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J Trophée de l’ingénieur engagé J Trophée de l’ingénieur pour la recherche J Trophée de l’ingénieur du digital J Trophée du public

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22/04/2015 13:49:45

LA FABRIQUE DE L’INNOVATION ccTHIBAUT DE JAEGHER DIRECTEUR DE LA RÉDACTION tdejaegher@industrie-technologies.com

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’innovation n’est pas seulement une histoire de rupture technologique. Pour inventer de nouveaux produits ou services, il suffit parfois de se replonger dans l’histoire des technologies et des techniques pour y dénicher la bonne solution.

En fait, en matière de technologie, rien ne se perd, rien ne se crée, tout se transforme ! C’est la leçon que l’on pourrait tirer de quelques exemples tirés du monde de l’aéronautique. Il y a un an et demi, Safran a inauguré dans les Ardennes une usine qui tisse des matériaux composites (1) pour des pièces de ses réacteurs. Quelle technique de pointe a été mise en œuvre pour automatiser le process ? Celle des vénérables Métiers Jacquard (2), chers aux soyeux lyonnais, inventés en 1801. cc

Les ingénieurs en R&D devraient se nourrir de l’histoire pour innover

Plus récemment le succès commercial d’ATR (3), le petit « Airbus » des avions à hélices, prouve que sa technologie, que l’on croyait réservée à des « coucous » a encore un avenir. Moins gourmande en carburant, elle a un avantage compétitif sur de courtes distances face aux avions à réaction.

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En matière de technologie, être has-been un jour ne signifie pas être has-been toujours. Au-delà de l’aéronautique, dans d’autres secteurs, on voit de « vieilles » technologies mises à profit, parce qu’elles offrent des champs d’expression plus larges ou uniques. C’est le cas du vinyle (4) dans la musique : la galette noire est quasiment irremplaçable pour réussir les effets « scratch » recherchés par certains DJ. Plus globalement, les ingénieurs en R&D devraient un peu plus se nourrir de l’histoire pour innover. Ils devraient jouer les archéologues de la technologie : ils se surprendraient à faire émerger du passé des solutions tout à fait pertinentes pour répondre à nos problèmes contemporains. Un peu comme l’on fait les Israéliens en apprenant grâce à leur fouille des cités nabatéennes (5) (édifiées par les premiers habitants du désert du Néguev, au sud du pays) quelles étaient les techniques d’irrigation de leurs ancêtres : détournement des eaux en crue et goutte à goutte.

Remises au goût du jour, elles leur ont permis de faire (re-)fleurir le désert. Et de faire d’Israël un leader technologique dans la gestion des eaux. L’innovation peut aussi venir du passé… cm

BRUNO LEVY POUR IT ; D. R.

R & D L’innovation venue du passé

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