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N°990ccSEPTEMBRE 2016 - 16,50

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VOITURES AUTONOMES

LACHER LE VOLANT ccPAGE 26

UN HOMME, UNE TECHNO ccPAGE 4

Il rend la vue aux aveugles

Bernard Gilly, président d’iBionext, accélérateur de start-up

CAHIER TECHNIQUE ccPAGE 59

Roulements mécaniques

Le calcul de leur durée de vie s’affine

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EDITO

Les équilibristes

ccMURIEL DE VERICOURT RÉDACTRICE EN CHEF

THOMAS GOGNY POUR IT

mdevericourt@industrie-technologies.com

Les chefs d’entreprise le savent bien : toute stratégie d’innovation a quelque chose d’un numéro d’équilibriste. Pour ne pas perdre pied, et répondre aux besoins changeants de clients de plus en plus volatils, il faut faire preuve d’une agilité à toute épreuve. À tout instant, une société doit être prête à remettre en question ce qui fait la valeur de ses produits pour se conformer aux attentes mouvantes des consommateurs. Quitte à lâcher du lest sur certains aspects, ou même à revoir complètement ses appuis. Ainsi, dans le domaine de la téléphonie, la compacité a été, un temps, une valeur primordiale. Mais les tout petits appareils, qui tenaient au creux de la main, ont brutalement perdu du terrain lors de l’avènement des smartphones, le confort de lecture devenant alors un critère prépondérant. De la même manière, il arrive fréquemment désormais que les valeurs de durabilité, de simplicité d’usage ou de robustesse bousculent des industries ayant tout misé sur la performance. La destruction Pour rester créatrice n’est d’ailleurs pas toujours à l’œuvre dans ce processus, les préoccupations compétitif, anciennes continuant à exister aux côtés des il faut se montrer nouvelles priorités. Plus fréquemment, c’est adaptable. donc à une segmentation du marché que l’on assiste – dans le secteur automobile, pour ne citer qu’un exemple, cela donne d’un côté le succès de la Logan et de l’autre une amélioration continue du dominant design des grosses berlines. Pour rester compétitif, il faut se montrer adaptable, et recentrer en permanence son offre afin d’être en adéquation avec les désirs évolutifs du client final. Un délicat exercice d’équilibriste, qui peut obliger à adapter sa posture, en misant sur l’écoute du marché plutôt que sur la prospective et sur la réactivité plutôt que sur la méticulosité. cm

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UN HOMME, UNE TECHNO

Il rend la vue aux aveugles Quand Bernard Gilly a une idée en tête, il se donne les moyens de la concrétiser. L’entrepreneur est notamment aux commandes de deux start-up, Gensight Biologics et Pixium Vision, qui empruntent deux voies différentes pour lutter contre certaines formes de cécité.

ombien de start-up a-t-il créées exactement? Bernard Gilly hésite. Certains se concentrent toute leur carrière sur une technologie. Lui s’est plutôt spécialisé dans la détection des technologies prometteuses, tant et si bien qu’il a lancé en 2011 iBionext, un accélérateur de start-up. Son idée ? Changer la façon de lancer des produits innovants en santé, en dotant l’accélérateur de son propre fonds d’investissement. Et se donner la possibilité de concrétiser ses propres intuitions, avec un faible pour la lutte contre la dégénérescence du cerveau. Derrière un porche du Faubourg SaintAntoine dans le XIIe arrondissement, adossé à l’Institut de la vision, iBionext prépare en effet des produits de rupture : un système de restauration de la vue pour les aveugles, un algorithme prédictif des infarctus, une colle chirurgicale capable de suturer les tissus les plus difficiles… Le quartier connu traditionnellement pour

C

son artisanat de qualité abrite aujourd’hui les artisans de la santé du futur. Bernard Gilly y est à son aise. « Je n’aurais pas le même goût pour des technologies utilisées pour un site marchand. Dans la santé, je peux voir la contribution ce que je fais. » Ce passionné de voile, qui prend chaque année le temps de faire une semaine en solitaire, évolue mieux en open-space que dans un bureau fermé. cc Deux

approches pour lutter contre la cécité

La science l’intéresse, certes, et l’ingénieur en agronomie de formation a d’ailleurs débuté sa carrière à l’Inra et à l’Ifremer, puis développé un goût particulier pour les neurosciences. Mais il préfère à la paillasse du laboratoire la satisfaction de transformer les idées en produits. De ses navigations avec Éric Tabarly, Bernard Gilly a gardé une leçon riche pour un entrepreneur : celle d’apprendre vite de ses erreurs. « Je n’ai jamais

cc Simuler leS Signaux deS photorécepteurS 150 électrodes Récepteur infrarouge Alimentation par induction

Dans de nombreuses maladies ophtalmologiques, les photorécepteurs sont attaqués, ce qui altère progressivement la vue. Pixium Vision a mis au point Iris II, constitué d’un implant (ci-dessus) positionné sur la rétine et doté d’une alimentation par induction. Il envoie directement les informations visuelles aux cellules ganglionnaires sans passer par les photorécepteurs. Les informations sont générées par une mini caméra positionnée sur une paire de lunettes, qui fonctionne comme une rétine humaine : elle capte les changements de l’environnement. Ces données sont transformées en signaux électriques qui simulent ceux envoyés naturellement par les photorécepteurs . Ils sont ensuite transmis par infrarouge à l’implant doté de 150 électrodes en contact avec les cellules ganglionnaires.

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vu Tabarly s’énerver. Mais on ne pouvait pas faire avec lui deux fois la même bêtise, sinon on ne l’intéressait plus. » Quant à son goût pour l’innovation, c’est à l’institut Pasteur Mérieux, numéro 1 du vaccin dans les années 1980, qu’il l’attrape, d’abord comme directeur adjoint de la recherche. « Alain Mérieux était un véritable homme d’entreprise, décrit Bernard Gilly. Il considérait que son entreprise ronronnait et qu’il fallait la dynamiter, notamment, comme il l’a fait pour moi, en introduisant de nombreux jeunes. » Avec le soutien d’Alain Mérieux, il prend la tête de Transgène. C’est à l’époque une petite société de service pour les entreprises de l’agroalimentaire, dotée d’une très bonne équipe de scientifiques, mais peu innovante. Bernard Gilly la fait entrer en Bourse en 1998. Il en profite aussi pour rencontrer José-Alain Sahel, fondateur de l’Institut de la vision et spécialiste éminent de la vision. « Il y avait un truc que l’on savait faire : transférer des gènes dans les yeux des souris. ça ne servait à rien, mais c’était marrant. Je suis allé voir José-Alain Sahel pour lui demander ce qu’on pourrait faire avec ça. Il ne savait pas, mais ça a été le début d’une amitié formidable. D’autant que nous partagions une même question : comment lutter contre la cécité ? » Fovea Pharmaceuticals, une biotech proposant de nouveaux produits en ophtalmologie, sera la première société née de cette interrogation commune, en 2005. En 2009, la PME parisienne est rachetée par Sanofi, qui propose à Bernard Gilly de diriger la division ophtalmologique du

D.R.

Bernard Gilly, président d’iBionext, accélérateur de start-up

BernarD GIlly

T. GoGny PouR inDusTRie eT TechnoLoGies

Président d’iBionext, Bernard Gilly est ingénieur agronome, docteur en économie et diplômé de l’Insead. Il a débuté en 1980 à l’Inra et à l’Ifremer avant de rejoindre Pasteur Mérieux comme directeur adjoint de la recherche. Il a ensuite dirigé Transgène, avant de rejoindre en 2000 Sofinnova Partners, et de créer Fovea Pharmaceuticals en 2005. Il lance iBionext en 2011, d’où il dirige Gensight Biologics et Pixium Vision.

groupe. Il n’y reste pas longtemps. «Je n’ai jamais eu la fibre grand groupe, confie-til. Je sentais que l’on passait plus de temps en réunion, et en reporting. Je n’avais plus envie de travailler sur autre chose que des technologies de rupture. » Il crée iBionext en 2011. Cinq ans plus tard, l’écosystème a lancé sept start-up, dont six dans le domaine de la santé. Gensight Biologics et Pixium Vision s’attaquent particulièrement à la cécité, sous deux approches différentes. Gensight Biologics explore la voie des thérapies géniques pour traiter les maladies mitochondriales et neurodégénératives de l’œil. Les essais cliniques de phase III ont débuté au début de l’année. La rétine artificielle Iris II de Pixium Vision doit quant à elle être commercialisée en 2016 à l’intention des personnes

atteintes de dégénérescence maculaire liée à l’âge (DMLA), soit près de 2 millions en Europe. Sur la rétine, un porte électrodes relié à un circuit électronique conçu par une société allemande transmet les informations au cortex. Sur les lunettes, une caméra neuromorphique, qui ne détecte que les mouvements, prend les images. Elle a été mise au point pour les détecteurs du LHC, l’accélérateur de particules situé près de Genève. cc Une

start-up pour stopper la neurodégénérescence

Dans les deux cas, l’objectif est clair. « Ce qui m’a le plus touché dans ma carrière est de voir des gens retrouver la vue, raconte-t-il en évoquant les essais cliniques réalisés pour le dispositif de Pixium

Vision. C’est une de mes émotions les plus intenses. » À ceux qui lui demandent si Pixium Vision n’est pas aussi un premier pas vers le transhumanisme, il répond qu’il ne croit pas à la « mort de la mort », fut-ce à 300 ans. « Mais j’ai vu les souffrances causées par la maladie de Parkinson, ou la maladie d’Alzheimer, dont est morte ma grand-mère. Je crois que le mieux est qu’on meure en bonne santé. » Ce n’est pas pour rien, donc, que l’entrepreneur a lancé une nouvelle start-up, Brain Ever, dans le but de stopper la neurodégénérescence. Bernard Gilly aime rêver… à condition de pouvoir espérer aboutir à un résultat concret. cm cc PhiliPPe Passebon ppassebon@industrie-technologies.com

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SOMMAIRE

EN COUVERTURE

TENDANCES

INFORMATIQUE

Le quantique entre dans l’ère industrielle

cc PAGE 8

BIOTECHNOLOGIES

Des bactéries pour stocker les données

cc PAGE 10

FABRICATION ADDITIVE

Pollen AM imprime en multimatériaux

cc PAGE 13 LOGICIEL

Anonymiser les big data

cc PAGE 14

BIOMIMÉTISME

Un robot-raie pour la recherche

cc PAGE 16 COMMUNICATION

Un satellite quantique

cc PAGE 18

NUCLÉAIRE

Des robots modulaires

AUTOMOBILE

En route vers l’autonomie Les véhicules sans pilote sont dans les starting-blocks. Rendues familières par les prototypes, dont la fameuse Google car, les technologies de la voiture autonome cherchent à s’imposer peu à peu dans les véhicules de série, grâce aux progrès de recherche considérables dans les domaines des capteurs, des systèmes neuronaux, de la puissance de calcul et de la communication entre véhicule et infrastructures. ccPAGE 26

cc PAGE 20

C’EST PAS NOUVEAU, QUOIQUE…

La technologie qui retire le « goût de bouchon »

cc PAGE 22

INDUSTRIE-TECHNO.COM

ROBOTIQUE À la conquête de Mars cc PAGE 24

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N°990ccSEPTEMBRE 2016

AUTONOMISATION

MISE À NU

TRANSPORT

La feuille de route technologique

Les dessous de la voiture du futur

Des minibus autonomes dans une centrale nucléaire

VALIDATION

INTELLIGENCE

La course aux kilomètres

Apprendre à percevoir les dangers

cc PAGE 28

cc PAGE 34

cc PAGE 40

cc PAGE 32

cc PAGE 36

COMMUNICATION

L’union fait la force cc PAGE 42

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

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 Directrice générale déléguée Isabelle André Directeur du pôle industrie Pierre-Dominique Lucas

PRODUITS

MATÉRIAUX

L’impression 3D stimule l’innovation cc PAGE 46

NOUVEAUTÉS

Notre sélection de produits classés en 5 secteurs de référence cc PAGE 50 à 57

RÉDACTION Directrice des rédactions Christine Kerdellant (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 Juliette Raynal (9421) (Numérique, électronique, informatique), Philippe Passebon (9481)(Énergie, environnement, électrotechnique et sécurité) Didier Ragu (9435) (Nouveaux produits) ONT COLLABORÉ À CE NUMÉRO Claire Lecœuvre et Pauline Orban 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

Roulements : mieux estimer leur durée de vie GBLM : un modèle de calcul exhaustif cc PAGE 59

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 Guillaume de Corbière Directrice Marketing direct et diffusion Laurence Vassor Marketing direct abonnements Carole Hardy Gestion abonnements Nadia Clément TARIFS ABONNEMENTS France (TVA 2,10 %) 1 an : 220 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 MÉCANIQUE DES RÊVES

BIOMIMÉTISME Des sculptures aux frontières du vivant cc PAGE 68

CE NUMÉRO COMPORTE : - UN CAVALIER «MICRONORA» - UN PUBLI DE 8 PAGES «MICRONORA» FIOLIOTÉ EN ROMAIN - UN ENCART JETÉ «KERN» DE 16 PAGES, SUR TOUTE LA DIFFUSION CRÉDITS PHOTOS COUVERTURE : VOLVO. SOMMAIRE : AUDI ; P. GUITTET ; RÉA ; F. ROBERT.

Numéro de commission paritaire : 0617 T 81775. Numéro ISSN: 1633-7107. Dépôt légal : à parution. Impression : Imprimerie de Compiègne, 60205 Compiègne. Industrie et Technologies est édité par Groupe Industrie Services Info SAS au capital de 38628352 euros. Siège social: 10 place du général de Gaulle 92160 Antony. RCS Nanterre 442.233.417. 10. Siret: 442 233 417 00041. TVA: FR29442233417. Principal actionnaire ETAI. Toute reproduction, représentation, traduction ou adaptation, qu’elle soit intégrale ou partielle, quels qu’en soient le procédé, le support ou le média, est strictement interdite sans l’autorisation de l’éditeur, sauf dans les cas prévus par l’article L.122-5 du code de la propriété intellectuelle. Seules sont autorisées les reproductions réservées à l’usage privé du copiste et non destinées à une utilisation collective et les analyses et courtes citations justifiées par le caractère scientifique ou d’information de l’œuvre dans laquelle elles sont incorporées. (loi du 11 mars 1957, art. 40 et 41, et code pénal, art. 425). Copyright Groupe Industrie Services Info SAS. Tous droits réservés Directeur de la publication Christophe Czajka

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TENDANCES

Informatique Le quantique entre dans l’ère industrielle

ne formidable rapidité. Dans cuits supraconducteurs pour ne citer que une étude publiée en décem- quelques exemples. Tous ont un comportebre dernier, Google a affirmé ment quantique, c’est-à-dire qu’ils peuvent que la machine quantique du être dans ce que l’on appelle une superpocanadien D-Wave, dont il a sition de l’état 0 et de l’état 1. fait l’acquisition en 2013, était capable d’efC’est cette particularité qui permet de fectuer un calcul 100 millions de fois plus booster significativement la puissance de vite qu’un ordinateur classicalcul par rapport à l’informatique traditionnelle. que. Si ce record de vitesse a « LA CoUrTE DUréE DE viE été largement relayé dans la « Cet avantage exponentiel DES qUbiTS se manifeste lorsque le presse, les résultats de cette rEND DiffiCiLE étude comparative restent nombre de qubits devient LA réALiSATioN DE CALCULS » contestés par la commugrand », indique le direcnauté scientifique: «Google teur de recherche. Ainsi, si a démontré que, pour un deux qubits peuvent se positionner dans quatre type de problème très particulier, la machine D-Wave états d’information à la était 100 millions de fois fois, trois qubits peuvent plus rapide qu’un ordinateur potentiellement encoder classique, non optimisé pour huit états, et 50 qubits 250 ce type de problème. Mais, il Mazyar Mirrahimi, états (2 puissance 50), soit n’y a pas eu de démonstraplus d’un million de milchercheur à l’Inria tion d’une vraie accélération liards d’états. Plutôt que de et responsable de l’équipe Quantic parcourir ces états un par quantique, le fameux quantum speed-up», indique Phiun, ce que ferait un ordinateur classique, un ordinalippe Grangier, directeur de recherche au CNRS et responsable du teur quantique peut les manipuler tous groupe optique quantique à l’Institut d’op- simultanément – toujours grâce aux superpositions quantiques. La possibilité tique de Palaiseau. Il n’en reste pas moins que cette publica- d’encodage devient exponentiellement tion n’a fait qu’accélérer la compétition que plus puissante. Ces perspectives, couplées aux récentes se livrent les géants du Web dans cette discipline. Contrairement à l’informatique avancées significatives effectuées dans le classique, l’informatique quantique ne domaine, séduisent les industriels. Désorrepose pas sur les traditionnels bits (dont mais, tous les géants de l’informatique la valeur logique est 1 ou 0), mais sur des investissent ce nouveau terrain de jeu. bits quantiques, appelés qubits. Ces qubits Outre l’achat d’une machine D-Wave, Goosont des objets physiques. Cela peut être un gle a ouvert son propre laboratoire de photon, un atome, un ion ou encore des cir- recherche en informatique quantique.

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Même chose pour Microsoft qui a créé le Station Q. De son côté, Intel a annoncé qu’il allait investir 50 millions de dollars dans la recherche en informatique quantique. IBM, lui aussi, multiplie les initiatives dans ce domaine. En mai dernier, Big Blue a propulsé un processeur quantique dans le cloud pour permettre aux chercheurs de tester gratuitement un processeur de cinq qubits. Objectif : accélérer la recherche et favoriser la création d’algorithmes pour identifier de nouvelles applications. La start-up californienne Rigetti Computing entend même faire basculer l’informatique quantique dans le domaine marchand. Elle prétend être capable de mettre au point un premier prototype, regroupant 40 qubits, dès l’année prochaine. cc

Les leviers pour lutter contre la décohérence

La jeune pousse s’est lancée un défi de taille, car le principal verrou technologique de l’informatique quantique concerne justement le passage à l’échelle. En effet, il est très difficile d’augmenter le nombre de bons qubits sur un processeur à cause du phénomène de décohérence. « La richesse de l’informatique quantique c’est la superposition des états, mais ce sont des états très fragiles. À cause de l’interaction du système avec son environnement, cette superposition est détruite rapidement, donnant lieu à un état classique 0 ou 1. C’est ce qu’on appelle la décohérence. La courte durée de vie des qubits rend difficile la réalisation de calculs », expose Mazyar Mirrahimi, chercheur à l’Institut national de recherche en informatique et en automatique (Inria) et responsable de l’équipe Quantic. Pour surmonter cet écueil, deux leviers sont possibles. Le premier est matériel. Ici les efforts consistent à isoler les qubits de leur environnement pour augmenter leur

D.R.

La course à l’informatique quantique est lancée. Google, Intel, Microsoft, IBM… Tous les géants du Web accélèrent leurs recherches. En ligne de mire : la création d’un ordinateur quantique universel, capable d’exécuter toutes sortes de programmes. Le principal enjeu consiste à réussir le passage à l’échelle. D’ici là, d’autres applications intermédiaires pourraient voir le jour autour des opérations de simulation et de problèmes d’optimisation.

TENDANCES

LES PROMESSES ET DÉFIS DES PROCESSEURS QUANTIQUES

S ATION

ulation im s , ie h ues, tograp n. c Cryp mènes physiq d’optimisatio o s n e de phé n de problèm io t résolu

APPLIC

e gment u a i u q l re e calcu avec le nomb d é it c lle capa c Une re exponentie iè de man . s it de qub

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D.R.

IBM a disposé en réseau quatre bits quantiques supraconducteurs. Cela permet à deux méthodes de correction d’erreurs de fonctionner simultanément.

durée de vie. Différentes plateformes physiques sont étudiées. L’équipe Quantic travaille, elle, sur des qubits supraconducteurs, dont la durée de vie atteint 100 microsecondes, contre 1 à 10 nanosecondes il y a quelques années. Toutefois, personne ne sait encore quelle plate-forme physique sera le meilleur candidat pour créer un ordinateur quantique universel, doté d’un nombre de qubits suffisant pour exécuter toutes sortes de programmes. Des chercheurs du CEA-Leti et du CEAInac planchent, eux, sur une autre piste. Ils ont récemment démontré qu’il serait possible de réaliser un qubit de spin compact avec un trou d’électron piégé dans un composant silicium. Ce composant silicium est un transistor à effet de champ modifié, sur lequel le canal a été affiné pour permettre d’ajouter, un par un, les trous d’électron dans le cœur du transistor en variant la tension appliquée sur la grille. Il est alors possible d’étudier le spin d’un unique trou d’électron. Il s’agit d’une démonstration majeure car le transistor

à effet de champ est le composant essentiel de l’électronique. « On le retrouve partout, dans les téléphones et les ordinateurs », raconte, enthousiaste, Marc Sanquer, chef du laboratoire transport électronique quantique et supraconductivité au CEA-Inac. cc Les

premières applications existent déjà

Le second levier pour lutter contre la décohérence est le développement de codes correcteurs d’erreurs, une méthode tirée de l’informatique classique. L’objectif est d’encoder l’information de manière redondante. «On va, par exemple, utiliser plusieurs centaines de qubits physiques pour encoder un qubit logique », explique Mazyar Mirrahimi. «Il y aura une vraie révolution dès qu’on pourra réaliser ces codes correcteurs d’erreurs», assure le chercheur. À quel horizon l’ordinateur quantique universel verra-t-il le jour? Les experts peinent à se prononcer, mais la plupart estime qu’il y aura des étapes intermédiaires. « Il

existe déjà des applications de l’informatique quantique, comme la cryptographie quantique qui permet de sécuriser les communications », note Mazyar Mirrahimi. À plus court terme, l’informatique quantique devrait aussi permettre d’effectuer des opérations de simulation impossibles à réaliser avec l’informatique classique. Grâce aux machines quantiques, il sera possible de rejouer des phénomènes particuliers, de les observer et de modifier certains paramètres. Autre application activement étudiée : la mise au point de calculateurs quantiques dédiés capables de résoudre des problèmes d’optimisation. « Ces problèmes sont universels. Dès qu’il y a des réseaux dynamiques, il faut trouver une solution optimale pour résoudre des problèmes de capacité. Cela s’applique à la distribution d’électricité, à la gestion des trains ou encore aux télécoms », conclut Philippe Grangier. cm cc JULIETTE RAYNAL jraynal@industrie-technologies.com

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TENDANCES

cc EN BREF

Robotique L’usine du futur selon Ford Le+ Coopération

Humains et robots font équipe dans les usines de Ford.

Ford ne compte pas louper le virage de l’Industrie 4.0 et veut le faire savoir. Le constructeur automobile a publié une vidéo dans laquelle on peut voir des robots collaboratifs, ou cobots, faire équipe avec des opérateurs humains. Ils assistent les techniciens dans le montage des amortisseurs sur des modèles Fiesta. cm

Biotechnologies Des bactéries pour stocker les données Télécharger 100 octets de données dans des bactéries vivantes.

Le+ Stockage robuste

C’est la prouesse d’une équipe de chercheurs de l’université d’Harvard, dirigée par Seth Shipman et Jeff Nivala. Ils ont exploité une réponse immunitaire, baptisée Crispr-Cas, que les bactéries déploient dans le cas d’une infection virale. Concrètement, lorsque certaines bactéries sont attaquées par un virus, elles peuvent couper un segment d’ADN de ce virus et le stocker dans une partie de leur proEn utilisant le Crispr-Cas, la bactérie E-Coli peut stocker pre génome. Cela leur permet de une information et la transmettre aux générations suivantes. cataloguer le virus et ainsi de développer rapidement un moyen de défense dans Les bactéries génétiquement modifiées transle cas d’une infection ultérieure. Les chercheurs mettent ensuite l’information de génération en ont donc déployé des brins d’ADN viraux, conte- génération. De quoi rendre cette forme de stocnant des chaînes spécifiques de données, sur une kage de données particulièrement robuste. colonie de bactéries E-Coli, qui disposent de ce D’après les chercheurs, ces résultats jettent les système de réponse immunitaire. Les bactéries bases d’un nouveau système d’enregistrement visées par l’infection ont ainsi stocké l’informa- qui permettrait de surveiller des événements tion de manière linéaire et cohérente en suivant moléculaires qui se produisent sur de longues l’ordre dans lequel les brins ont été introduits. périodes. cc J. R.

Énergie Le CO2 au sous-sol!

Du CO2 a été minéralisé par réaction avec du basalte volcanique dans les sous-sols islandais. Baptisé « CarbFix », le projet pilote a consisté en deux phases d’injection de

C’est le temps qu’a duré le premier vol à taille réelle d’Aquila, le drone solaire développé par Facebook. À terme, le réseau social veut déployer une flotte de ce type de drones de 34 mètres d’envergure mais hyper légers (400 kilos), pour apporter une connexion Internet aux régions les plus reculées.

Au contact du sous-sol volcanique islandais, le CO2 subit une réaction chimique et se minéralise. D.R.

96 minutes

CO2 dans le sous-sol volcanique islandais (400 à 800 m de profondeur), l’une de CO2 « pur » et l’autre d’un mélange de CO2 et de sulfure d’hydrogène. Au contact de l’eau et de basalte riche en calcium, en fer et en magnésium, le CO2 subit une réaction chimique et se minéralise par carbonatation. Il prend alors la forme de minéraux crayeux qui sont considérés comme « stables » par les chercheurs. Cela permet d’éviter les risques de fuite du CO2 par les fractures des formations où il est stocké. Si la réaction chimique était déjà connue, les chercheurs ont montré qu’elle ne prenait pas plusieurs centaines d’années. Dans CarbFix, entre 20 et 50 °C, 80 % du CO2 Le+ Fuites évitées s’est solidifié au contact du basalte en un an et plus de 95 % en moins de deux ans. Les scientifiques estiment notamment que la technique pourrait être utilisée pour stocker le CO2 émis par les centrales à charbon situées dans des zones basaltiques. cc P. P.

Sélectionné par le

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TENDANCES

Électronique Une mémoire en plastique Le+ Flexibilité

Une mémoire extrêmement souple a été mise au point par des chercheurs du CNRS en collaboration avec deux universités allemande et slovène. Pour obtenir cette

mémoire, les chercheurs n’ont pas utilisé du silicium, mais des matériaux alternatifs. Ils se sont d’abord appuyés sur une petite molécule photochrome. Lorsque cette molécule est illuminée avec une lumière verte, elle prend une forme ouverte. Lorsqu’on l’illumine avec une lumière ultra-violette, elle prend une forme fermée. En fonction de ces formes, la molécule capte les charges électriques ou agit beaucoup moins avec elles. Cette molécule a été combinée à un polymère semi-conducteur, le P3HT, afin que les charges circulent d’une électrode à une autre. Ce mélange a ensuite été déposé en couche mince et homogène sur un substrat flexible. L’objectif n’est pas de remplacer les disques durs mais de loger ce type de mémoire organique dans des étiquettes RFID, les papiers électroniques ou bien dans des emballages publicitaires. cc J. R. La molécule change de forme suivant la lumière verte ou violette.

cc EN BREF

Mobilité Une autoroute électrique Le+ Pas de batterie !

D.R.

En Suède, une route équipée de caténaires fournit l’électricité aux camions.

En Suède, des camions électriques roulent sur une autoroute électrique. Un tronçon de 2 km d’une route électrique a été inauguré début juillet près de la ville de Gälve. Cette nouvelle n’a rien de révolutionnaire. Ce sont en fait des caténaires de technologie Siemens qui assurent l’alimentation en électricité. Toutefois, jamais cette technologie n’avait été utilisée au-dessus d’une autoroute pour alimenter des camions. cm

Matériaux Des polymères déformables à volonté Le+ Personnalisation

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Des matériaux en plastique déformables qui s’insèrent dans les produits du quotidien. Voici ce que propose la start-up Loma Innovation, à l’origine de la technologie brevetée Neaflex, pour personnaliser les produits et gagner en confort et en fonctionnalités. La technologie repose sur un plastique polyester couplé à des composants de base qui permettent d’améliorer les propriétés mécaniques et le transfert enthalpique. Cette base plastique peut ensuite se déformer lorsqu’elle est soumise à une température inférieure à – 100 degrés et à des courants électriques. cm

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TENDANCES

Logiciel Un Wikipédia des codes sources Le+ Protection

Le projet vise à collecter et rendre accessibles les codes sources des logiciels disponibles publiquement.

Une « bibliothèque d’Alexandrie » du logiciel. C’est ainsi que l’Institut de recherche dédié au numérique (Inria) évoque, Software Heritage, le projet sur lequel ses chercheurs travaillent depuis plusieurs mois. Dévoilé cet été, il vise à collecter, organiser, préserver et rendre accessibles les codes sources de tous les logiciels disponibles publiquement. Fin juin, 2,5 milliards de fichiers sources uniques avaient déjà été archivés. Pour aller plus loin, Inria entend créer une galaxie de partenaires. cm

Fabrication additive Pollen AM imprime en multimatériaux Pollen AM pourrait bien être la nouvelle étoile montante de l’impression 3D. Pendant cinq ans, la

start-up a développé, incognito, une technologie d’impression multimatériaux. La jeune pousse, cofondée par Cédric Michel, a levé le voile début juillet sur son imprimante baptisée PAM. Sa technologie brevetée permet de surmonter un écueil récurrent dans l’impression 3D : la très faible diversité des matériaux utilisés. PAM permet ainsi d’imprimer une pièce comprenant jusqu’à quatre matériaux différents. Contrairement aux autres machines du marché, PAM fonctionne à partir de granulés de thermoplastiques ou de microbilles de grade industriel, et non à partir de filaments et de poudres. Une caractéristique qui permet de travailler avec tous les matériaux disponibles. Le recours aux granulés permet également de réduire sensiblement les coûts d’impression, en supprimant les intermédiaires. Résultat : cette approche permettrait de diviser, par 5 à 10, le coût d’une pièce imprimée en 3D. cc J. R.

Le+ Polyvalence

L’imprimante 3D Pam permet de réaliser une pièce comprenant jusqu’à quatre matériaux différents.

Big data Boeing accélère avec Microsoft Les technologies du big data investissent à grande vitesse tous les métiers de l’aéronautique. Dernière preuve de cette tendance de fond ? Boeing et Microsoft ont signé cet été un partenariat. La première étape de cette alliance consiste à transférer toutes les solutions numériques de Boeing sur la plate-forme de cloud computing de Microsoft. Objectif : développer de nouveaux services à destination des compagnies aériennes (maintenance prédictive, économies de carburants, etc.) grâce à l’analyse poussée des données massives.. cc J. R.

Le+ Productivité

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cc EN BREF

TENDANCES

Photovoltaïque De la exibilitÊ pour les objets connectÊs

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Un module photovoltaïque exible et transparent. C’est

ce qu’a dĂŠvoilĂŠ la start-up taĂŻwanaise Flexwave, lors du salon Viva Technology qui s’est tenu Ă Paris cet ĂŠtĂŠ. FondĂŠe par le physicien Min-Hung Hsu, la start-up a mis au point la technologie Flexible waveguiding photovoltaics (FWPVs). Il s’agit d’un système de guide d’ondes luminescentes aux propriĂŠtĂŠs mĂŠcaniques exibles. Le module mĂŞle des cellules solaires au silicium et du polydiLe+ Transparence methylsiloxane. Cet assemblage donne une consistance de silicone au produit. Les rayons lumineux sont dĂŠviĂŠs par diffraction lorsqu’ils frappent la surface du module et se diffusent vers les cellules solaires installĂŠes sur les cĂ´tĂŠs du La solution est module. Cette conďŹ guration d’une efďŹ cacitĂŠ optique permet de conserver la exiĂŠlevĂŠe et d’une grande bilitĂŠ de l’ensemble. Le proexibilitĂŠ mĂŠcanique. totype principal, un hexagone ĂŠpais de plusieurs centimètres, contient 6 cellules solaires sur les cĂ´tĂŠs. Ce module exposĂŠ pendant 4 heures au soleil peut charger un iPhone 6. Flexwave a dĂŠbutĂŠ des tests avec l’entreprise Pebble, qui produit des montres connectĂŠes. Elle travaille aussi sur un autre prototype qui produit 24 heures d’Ênergie pour les balises des objets connectĂŠs de l’entreprise Estimote. cc C. L.

cc EN BREF

D.R.

MatĂŠriaux Le colza contre le cancer Le+ BiosourcĂŠ

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Ă€ partir de tourteaux de colza, Le tourteau Evertree, coentreprise fondĂŠe de colza sert Ă la fabrication par le groupe Avril et Biopolymer d’une colle pauvre Technologies, fabrique un additif en formaldĂŠhyde. utilisable dans les panneaux de bois composite. Cette colle verte pourrait rĂŠduire de 20 Ă 30 % l’utilisation des rĂŠsines Ă formaldĂŠhyde, un composĂŠ pĂŠtrosourcĂŠ cancĂŠrogène. cm

SĂŠlectionnĂŠ par le

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TENDANCES

Logiciel Anonymiser les big data Le+ Pertinence

Un logiciel d’anonymisation des donnÊes a ÊtÊ dÊveloppÊ par la start-up Lamane. Il permet d’utili-

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ser des donnĂŠes issues du big data tout en respectant les critères de protection de la vie privĂŠe. La solution est notamment utilisĂŠe par le groupe La Poste pour rendre anonyme les informations enregistrĂŠes dans les centres de tri (adresse de destination, code des machines d’affranchissement), soit près de 20 tĂŠraoctets de donnĂŠes La Poste utilise une solution qui exploite les donnĂŠes d’un envoi tout par an. Le groupe souhaien respectant l’anonymat. tait en effet utiliser ces donnĂŠes pour comprendre l’acheminement du courrier aďŹ n d’optimiser la gestion des centres de tri et faire de la dĂŠtection de fraude. ÂŤ Le problème, c’est qu’en utilisant les donnĂŠes brutes, il est possible de savoir que telle ou telle personne a reçu un courrier provenant de la police, par exemple, ou d’un hĂ´pitalÂť, explique Said Oulmakhzoune, le cofondateur. Le logiciel de la startup permet donc de conserver la pertinence des donnĂŠes tout en neutralisant les noms grâce Ă une technique de carroyage. Cette mĂŠthode consiste Ă dĂŠcouper un territoire gĂŠographique en rectangles et a ĂŠtĂŠ optimisĂŠe grâce Ă l’utilisation de règles heuristiques. Cette technologie pourrait ĂŠgalement intĂŠresser les opĂŠrateurs tĂŠlĂŠcoms et les fournisseurs d’ÊlectricitĂŠ, par exemple. cc J. R.

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C’est le nombre de drones qu’un chercheur de l’universitĂŠ d’État de l’Arizona est parvenu Ă contrĂ´ler de manière simultanĂŠe par la pensĂŠe. Ă€ terme, il espère que ses travaux pourront servir pour des opĂŠrations de sauvetage, d’exploration ou pour des missions militaires.

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TENDANCES

Énergie L’eau chaude rÊinventÊe

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Le+ Économe

RÊcupÊrer la chaleur des serveurs d’ordinateurs. L’idÊe se rÊpand de plus en

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Informatique Un code plus vert Le+ Écoconception

plus. La question est plutĂ´t de savoir qu’en faire. Christophe Perron, le fondateur de la start-up Stimergy, a dĂŠveloppĂŠ une chaudière numĂŠrique pour se servir de cette chaleur perdue pour chauffer l’eau des bâtiments. Avec cette solution, environ seize serveurs sont immergĂŠs dans une cuve d’un mètre carrĂŠ remplie de uide diĂŠlectrique. Ce uide permet de rĂŠcupĂŠrer 90 % de la chaleur ĂŠmise par les serveurs. Un système d’Êchangeur thermique communique avec les conduits d’eau de la chaufferie du bâtiment. L’eau chaude se retrouve stockĂŠe dans un ballon tampon. En dĂŠbut d’annĂŠe, Stimergy a remportĂŠ un appel d’offres de la ville de Paris pour chauffer la piscine de la Butte aux Cailles. Des serveurs sont en cours d’installation dans l’ancien local de la chaufferie au charbon de la piscine. La chaudière numĂŠrique permettra de couvrir 90 % des besoins inhabituels lors d’une maintenance ou d’un afux important de nageurs par exemple. cc C. L.

En rÊcupÊrant l’Ênergie d’un datacenter, Stimergy va chauffer l’eau de la piscine, de la Butte aux Cailles à Paris.

La start-up nantaise Greenspector ĂŠdite une suite d’Êcoconception pour les dĂŠveloppeurs, qui permet de rĂŠduire la consommation en ĂŠnergie et en ressources (mĂŠmoire, CPU, data, etc.) des sites Web, applications mobiles et data centers. L’outil s’intègre dans l’environnement du dĂŠveloppeur. Grâce Ă des sondes et des parseurs, il scanne le code et dĂŠtecte les points de surconsommation, puis propose des suggestions de correction. L’outil est dĂŠjĂ utilisĂŠ par La Poste, la SNCF ou encore Orange et Atos. cm

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TENDANCES

BiomimĂŠtisme Un robot-raie pour la recherche Le+ Prometteur pour les cĹ“urs artiďŹ ciels

Des cellules du muscle cardiaque du rat, un squelette en or, des ailettes en plastique et des protĂŠines d’algues activĂŠes par la lumière‌ Pas de doute, les chercheurs du laboratoire de bioingĂŠ-

nierie d’Harvard ont mis au point un ĂŠtonnant dispositif. Il s’agit, en fait, d’un robot de 16 millimètres de long, dont le dĂŠplacement est directement inspirĂŠ de celui des raies. Ces poissons utilisent leur propre corps pour crĂŠer des ondulations qui gĂŠnèrent un mouvement et les propulsent. Un mode de dĂŠplacement Ă la fois discret et ĂŠconome en ĂŠnergie. Pour reproduire ce mouvement, le corps du robot est composĂŠ de quatre couches : une couche de polymère transparent, la structure squelettique en or, une seconde couche de polymère, et près de 200 000 cellules de cĹ“ur de rat gĂŠnĂŠtiquement modiďŹ ĂŠes pour rĂŠagir Ă la lumière bleue dispersĂŠes sur les nageoires. Selon les chercheurs, cette raie artiďŹ cielle pourrait permettre de faire avancer les techniques de conception des cĹ“urs artiďŹ ciels, mais aussi de dĂŠvelopper les futures gĂŠnĂŠrations de vĂŠhicules autonomes sous-marins. cc P. P. ET J. R.

InspirĂŠ de la raie, ce robot de 16 mm de long, est dotĂŠ de 200000 cellules de cĹ“ur de rat gĂŠnĂŠtiquement modiďŹ ĂŠes.

cc EN BREF

Le+ DiscrĂŠtion

La start-up Arcotenn a dĂŠveloppĂŠ des antennes en utilisant la ďŹ bre de carbone comme ĂŠlĂŠment rayonnant pour les intĂŠgrer facilement dans les matĂŠriaux composites. Elles deviennent alors

SĂŠlectionnĂŠ par le

invisibles et ne sont plus exposÊes aux contraintes extÊrieures. Une première dÊmonstration intègre des antennes dans le toit en matÊriaux composites des camping-cars pour que les utilisateurs puissent recevoir la TNT. cm

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MatĂŠriaux Des antennes invisibles

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TENDANCES

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Le+ Sécurité

Communication Un satellite quantique C’est une première mondiale. Mardi 16 août,

Le satellite chinois Micius va s’appuyer sur l’informatique quantique pour communiquer.

met aux protagonistes de mesurer le taux d’erreur et d’en déduire quelle quantité d’information a été récoltée par l’espion. L’un des principaux défis technologiques de cette mission est d’utiliser l’informatique quantique sur une très longue distance. En effet, jusqu’à présent, la communication quantique ne s’est révélée efficace que sur de courtes distances, une centaine de kilomètres tout au plus. cc J. R.

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D.R.

C’est le nombre de pièces détachées que SEB pense imprimer en 3D dès l’année prochaine pour répondre aux besoins de son SAV. L’objectif est d’améliorer la satisfaction client, mais aussi de réduire la taille des stocks, en stockant des logiciels plutôt que des produits physiques.

la Chine a propulsé Micius, un satellite de communication quantique. Les chercheurs chinois espèrent l’utiliser pour tester l’envoi de clés de chiffrement hypersécurisées de Pékin à Vienne. Alors que les satellites de communication traditionnels utilisent les ondes radio pour envoyer des informations, Micius va s’appuyer sur l’informatique quantique. Les clés de chiffrement, nécessaires au décodage d’une information confidentielle, seront alors transportées par des photons, des grains de lumière. La cryptographie quantique apparaît comme un système de sécurité particulièrement robuste car il n’est pas possible de mesurer un système quantique sans le perturber. Ainsi, toute information acquise par l’espion perturbe la ligne, ce qui per-

TENDANCES

Énergies renouvelables L’hydrogène en production Le+ FlexibilitĂŠ

Cet ĂŠtĂŠ, Areva H2Gen, co-entreprise nĂŠe de l’alliance de trois partenaires l’Ademe, Areva, et Smart Energies, a inaugurĂŠ une première usine de production d’Êlectrolyseurs Ă membrane ĂŠchangeuse de protons. On

parle d’Êlectrolyseurs PEM. Ces derniers sont capables, Ă partir d’eau et d’ÊlectricitĂŠ, de produire de l’hydrogène qui est ensuite exploitĂŠ sous forme gazeuse ou liquide. Ils constituent ainsi une brique essentielle au dĂŠveloppement de la mobilitĂŠ hydrogène ou au ÂŤ Power to gas Âť. L’usine, unique en France, proposera des produits pour les marchĂŠs de l’industrie et de l’Ênergie. Elle a ĂŠtĂŠ dimensionnĂŠe pour fabriquer une quarantaine d’Êlectrolyseurs par an, de 25 kW jusqu’à 1 Ă 2 MW. ÂŤ L’idĂŠe n’est donc pas de faire beaucoup d’unitĂŠs mais des unitĂŠs de forte puissance Âť, souligne Fabien AuprĂŞtre, directeur R&D d’Areva H2Gen. Selon lui, par rapport Ă la technologie alcaline existante,

Le+ FlexibilitĂŠ

L’usine d’Areva H2Gen aux Ulis (Essonne) produira une quarantaine d’Êlectrolyseurs PEM par an.

ÂŤ les ĂŠlectrolyseurs PEM sont des moyens de production d’hydrogène exibles, qui peuvent ĂŞtre pilotĂŠs Ă la demande. Ils peuvent s’adapter Ă la seconde aux variations de puissance ĂŠlectrique Âť, poursuit-il, en ajoutant : ÂŤ physiquement, la principale diffĂŠrence entre les deux systèmes est l’absence d’Êlectrolyte liquide dans la technologie PEM. Cela lui permet d’être plus compacte, plus simple d’utilisation, et plus ďŹ able, et aussi de produire de l’hydrogène Ă plus haute pression. Âť cc P. P.

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cc EN BREF Ce bras robotisÊ Fanuc est en train de tatouer la jambe d’un homme.

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Design Un robot tatoueur Le+ CrĂŠativitĂŠ Les bras robotisĂŠs industriels dĂŠbarquent lĂ oĂš on ne les attendait (vraiment) pas ! Deux designers français, en partenariat avec Autodesk, ont mis au point un robot capable de tatouer un humain. Le tout, Ă partir d’un bras robotisĂŠ six axes M710 de Fanuc. L’idĂŠe est de dĂŠvelopper de nouveaux outils pour les artistes tatoueurs aďŹ n de libĂŠrer leur crĂŠativitĂŠ. cm

SĂŠlectionnĂŠ par le

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RĂŠalitĂŠ Virtuelle Intel riposte Le+ Autonomie Ă€ l’occasion de sa confĂŠrence annuelle, Intel a levĂŠ le voile sur le projet Alloy. Il s’agit d’un casque de rĂŠalitĂŠ virtuelle sans ďŹ l, qui n’a pas besoin d’être reliĂŠ Ă un ordinateur, ni Ă un smartphone. Il propose aussi d’intĂŠgrer des composants du monde rĂŠel dans un monde virtuel. cm

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TENDANCES

Exosquelette Une combinaison intelligente Le+ Auto-apprentissage Elle ressemble à la combinaison de Batman, mais Superflex est bien plus La qu’un vêtement. Il s’agit, combinaison Superflex en fait, d’un exosquelette apporte souple, développé par une force un groupe de chercheurs supplémentaire américains pour faciliter lors de la marche des soldats la marche. et des personnes âgées. Le dispositif embarque une série de capteurs qui permettent d’apprendre la démarche de son utilisateur afin de lui apporter une force supplémentaire uniquement au bon moment. cm

Nucléaire Des robots modulaires

Le+ Sûreté

À l’occasion de la deuxième édition du World Nuclear Exhibition, Areva a décroché le prix de la sûreté nucléaire. Ce sont ses « robots

modulaires polyvalents en support des opérations d’investigation nucléaire » qui ont été récompensés. Riana et Dorica, c’est le nom des deux robots, interviennent en zone nucléaire afin de réaliser des investigations précises, à distance et dans des endroits difficilement accessibles. Dans les détails, Riana est capable d’intervenir en zone nucléaire pour y réaliser des opérations de cartographie, de prélèvement d’échantillons ou de mesure de la radioactivité. Le drone Dorica réalise, quant à lui, des inspections ainsi qu’une cartographie radiologique à l’intérieur des installations nucléaires. Lors de la même manifestation, Areva a également obtenu le prix de l’innovation grâce à sa technique dite de « grenaillage par jet de cavitation » (ultra-high pressure cavitation peening). Applicable sur tous les types de réacteurs, elle permet de prolonger de plus de 20 ans la vie des équipements du circuit primaire des réacteurs nucléaires. cc P. P.

Le drone Dorica et le robot Riana d’Areva ont été récompensés au World Nuclear Exhibition.

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La technologie qui retire le ÂŤ goĂťt de bouchon Âť es amateurs de bons vins vous le diront, rien ne vaut un bon bouchon en liège pour permettre Ă un vin de garde d’Êvoluer vers des sommets gustatifs. Une habitude ancestrale, puisque l’usage du liège ĂŠtait connu des Grecs et des Romains. C’Êtait le seul matĂŠriau naturel permettant de produire un bouchon ĂŠtanche, souple et poreux Ă l’air, autorisant les ĂŠchanges entre le vin et le milieu extĂŠrieur, pour favoriser sa maturation. Il disparut au proďŹ t des chevilles coniques en bois entourĂŠes d’un morceau d’Êtoffe, plus faciles Ă approvisionner loin des forĂŞts de chĂŞnes-lièges du bassin mĂŠditerranĂŠen. Il faudra attendre le XVIIe siècle et le moine bĂŠnĂŠdictin dom PĂŠrignon, pour qu’il revienne en grâce pour contenir le Champagne. Son usage s’est ensuite gĂŠnĂŠralisĂŠ pour boucher des bouteilles de vins moins nobles, puis de bières et de cidres. Cela imposera l’industrialisation de la fabrication des bouchons, dĂŠcoupĂŠs dans une plaque d’Êcorce de chĂŞne-liège ou reconstituĂŠs par collage de disques ou de granulĂŠs de liège. Cela ira jusqu’à l’utilisation de matĂŠriaux en plastique Ă partir des annĂŠes 70, car le liège prĂŠsente un risque de ÂŤgoĂťt de bouchonÂť. Un terme gĂŠnĂŠrique pour les odeurs et goĂťts indĂŠsirables dans un vin dus Ă la prĂŠsence de molĂŠcules de type haloanisoles (TCA 2,4,6-trichloroanisole) formĂŠes naturellement dans le liège. Dom PĂŠrignon Pour pallier ce dĂŠsagrĂŠment, Amorim lance un bourĂŞvait du bouchon chon en liège naturel garanti sans TCA relargable. Il parfait. Amorim vient a pour cela investi 10 millions d’euros en R&D sur de crĂŠer le bouchon garanti sans TCA. cinq ans pour dĂŠvelopper un procĂŠdĂŠ ultrarapide de chromatographie, le NDtech, permettant de retirer automatiquement de la ligne de production tout bouchon de liège contenant plus de 0,5nanogramme de TCA par litre. Un procĂŠdĂŠ qui sera rĂŠservĂŠ dans un premier temps aux bouchons en liège naturel haut de gamme utilisĂŠs pour les vins les plus prestigieux. Et ça, c’est nouveau ! cm

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L’agence spatiale amĂŠricaine a donnĂŠ le coup d’envoi du Nasa Space Robotics Challenge. Enjeu: explorer la planète rouge Ă l’aide du robot humanoĂŻde Valkyrie de la Nasa. Les ĂŠquipes devront commencer par programmer, via le logiciel Gazebo, un robot virtuel, en reprenant les caractĂŠristiques matĂŠrielles de Valkyrie, pour affronter virtuellement les consĂŠquences d’une tempĂŞte de poussières ayant endommagĂŠ les habitations ĂŠtablies sur le site. Les ĂŠpreuves de qualiďŹ cation de ce concours dotĂŠ d’une enveloppe d’un million de dollars se dĂŠrouleront de la mi-septembre Ă la mi-novembre. Les noms des ďŹ nalistes seront rĂŠvĂŠlĂŠs en dĂŠcembre. Les ĂŠquipes sĂŠlectionnĂŠes participeront Ă une seconde ĂŠpreuve pratique avant la grande ďŹ nale qui se dĂŠroulera, elle, en juin 2017. cm Valkyrie

Industrie L’usine du futur vue par Schneider Electric

Ă€ quoi ressembleront les usines en 2050 ? C’est la question Ă laquelle Luc RĂŠmond a tâchĂŠ de rĂŠpondre au cours d’une table-ronde sur le sujet, organisĂŠe dans le cadre du salon Viva Technology. Pour le prĂŠsident de Schneider Electric France, il faudra avant tout ÂŤmettre en place une vĂŠritable continuitĂŠ numĂŠrique, du laboratoire d’idĂŠes Ă la supply chain, en passant par la productionÂť et transformer la relation client via la connectivitĂŠ. Pour y parvenir, il faudra relever le double dĂŠďŹ de la formation des ĂŠquipes et de la gestion de la cybersĂŠcuritĂŠ. cm 2050

MÊdecine Medtech absorbÊe par l’amÊricain Zimmer

Une nouvelle pĂŠpite de la robotique made in France passe sous pavillon ĂŠtranger. Le robot neurochirurgien Rosa de l’entreprise Medtech, appartient dĂŠsormais Ă Zimmer Biomet, ďŹ liale de l’amĂŠricain Zimmer. Mis au point en 2007, Rosa est un bras robotisĂŠ capable d’intervenir sur la boĂŽte crânienne avec une prĂŠcision inframillimĂŠtrique. L’Êquipementier mĂŠdical a acquis 59% du capital de Medtech Ă 50 euros par action. Une opĂŠration qui valoriserait la sociĂŠtĂŠ 164 millions d’euros. Zimmer Biomet a annoncĂŠ son intention de transformer le siège montpelliĂŠrain de Medtech en un centre d’excellence pour le dĂŠveloppement de ses activitĂŠs robotiques. cm Rosa

Dossier RIO 2016

c DĂŠcouvrez toutes les

technologies mises en œuvre à l’occasion des Jeux Olympiques de Rio. Rio 2016

Interview Dompter le climat

c Olivier Boucher, directeur

de recherche au CNRS fait le point sur les technologies qui corrigent le climat. MĂŠtĂŠorologie

Avis d’expert CybersÊcuritÊ et IA

c L’intelligence artiďŹ cielle

(IA) sera une arme majeure de l’arsenal de cybersÊcuritÊ, estime Cristina Vatamanu, de chez Bitdefender. CybersÊcuritÊ

RÊseaux @IT_technologies La communautÊ de l’innovation hub Industrie & Technologies IndustrieTechno

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24

N°990ccSEPTEMBRE 2016

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D.R.

Robotique À la conquête de Mars

AUTONOMISATION

La feuille de route technologique

ccPAGE 28

VALIDATION

La course aux kilomètres

ccPAGE 32

MISE À NU

Les dessous de la voiture du futur

ccPAGE 34

INTELLIGENCE

Apprendre à percevoir les dangers

ccPAGE 36

TRANSPORT

Des minibus autonomes dans une centrale nucléaire

ccPAGE 40

COMMUNICATION

L’union fait la force

ccPAGE 42

EN COUVERTURE

Automobile

En route vers l’autonomie Les véhicules sans pilote sont dans les starting-blocks. Rendues familières par les prototypes, dont la fameuse Google car, les technologies de la voiture autonome cherchent à s’imposer peu à peu dans les véhicules de série, grâce aux progrès de recherche considérables dans les domaines des capteurs, des systèmes neuronaux, des puissances de calcul et de la communication entre véhicule et infrastructures.

os véhicules sont-ils prêts à dre les réalités du terrain et de réagir lors de prendre leur autonomie ? La situations inconnues comme des panneaux France s’est lancée dans la abîmés ou non visibles. Pour entraîner ces syscourse et, suite aux objectifs du tèmes de neurones, les prototypes se répandent plan industriel Nouvelle France comme une traînée de poudre, et accumulent industrielle, se positionne dans la tête du les kilomètres parcourus pour emmagasiner peloton. La recherche et les financements de l’expérience. En parallèle, les challenges, à d’État soutiennent les industriels pour com- la suite du Darpa Grand Challenge aux Étatsmercialiser des voitures de plus en plus auto- Unis, qui fleurissent partout, célèbrent de plus matisées. Pour intégrer ces technologies en en plus la coopération entre véhicules. Le nouveau paradigme de la série, deux solutions sont RENDRE mobilité sera collectif et possibles : faire évoluer POUR LES VÉHICULES ACTUELS donc communiquant. Les les véhicules actuels en AUTONOMES, ajoutant des fonctions de DES TRANSFORMATIONS normes Wi-Fi s’adaptent plus en plus poussées ou EN PROFONDEUR aux véhicules qui échanS’IMPOSENT. gent des données. De noubien développer directevelles méthodes permetment une voiture sans pilote. Les constructeurs français ont donc tent de réduire les informations transmises par choisi la première option. Celle-ci nécessite ondes sur les réseaux. Du côté des véhicules tout de même une transformation en profon- déjà autonomes, les start-up françaises Easydeur du véhicule. mile et Navya ont pris le train en marche à la suite de Google. Ils ont misé sur le transport cc Les technologies qui nous en commun avec des navettes ayant des capacités allant jusqu’à 15 personnes. Navya a déjà permettront de lâcher le volant Les nombreux capteurs qui remplacent les vendu six navettes sur le site de la centrale sens doivent par ailleurs être fabriqués à moin- nucléaire de Civaux et se déploie en ville, grâce dre coût. Pour cela, la taille des lidars est réduite aux voies spéciales pour les bus. Découvrez à l’extrême. Les équipementiers se sont aussi dans ce dossier l’évolution et les défis des techlancés dans le deep learning et les réseaux neu- nologies qui nous permettront, à terme, de ronaux pour permettre au véhicule d’appren- lâcher le volant. cm

Présentée au dernier salon de Genève, l’Audi Q2 est équipée de l’adaptive cruise control. Ce système adapte la vitesse et la distance par rapport au véhicule situé devant lui.

AUDI

N

SEPTEMBRE 2016ccN°990

27

en Couverture

Nos voitures sont lancées sur la route de l’autonomie. Au-delà des premiers démonstrateurs type Google car, les technologies se démocratisent peu à peu, autorisant les véhicules de série à prendre peu à peu le contrôle. Un phénomène progressif du fait des défis technologiques à relever, qui permet aussi aux conducteurs de prendre le temps d’apprendre à lâcher le volant.

O

bjectif 2020. C’est à cette échéance que le plan Nouvelle France indus­ trielle, qui a investi 100 millions d’euros sur le sujet, envisage la sor­ tie sur le marché de voitures auto­ nomes à un prix abordable. Équipementiers et constructeurs sont d’ores et déjà impli­ qués dans un ensemble de partenariats de recherche, comme par exemple celui qui unit notamment PSA, Renault, Safran et Valeo dans le cadre de l’institut Vedecom, ou encore celui du laboratoire de l’Univer­ sité technologique de Compiègne Heudia­ syc avec Renault, PSA et Delphi, ainsi que celui qui rassemble Google, Fiat et Chrysler. En parallèle, les technologies se font de plus en plus accessibles et sont intégrées peu à peu dans les véhicules. Six niveaux d’automatisation ont été déterminés par une organisation mondiale de scientifiques et d’ingénieurs, la société des ingénieurs de la mobilité, SAE Interna­

tional. Entre l’état 0 sans aucune fonction d’automatisation et le 5 où le conducteur ne touche plus le volant, l’évolution de la voiture se fait progressivement. Aujour­ d’hui, les nouveaux modèles appartiennent au niveau 2. Pour passer au niveau 4, il faut repenser de fond en comble l’architecture électronique de la voiture, assurer la sécu­ rité de fonctionnement des systèmes et dis­ poser d’une puissance suffisante pour réu­ nir et traiter à un coût acceptable des flux de données massifs, pour l’instant expri­ mées dans des langages différents. Un triple défi technologique. cc Le

coût du lidar reste encore un frein

Celui du coût des capteurs n’est pas le moindre. En plus des capteurs de vitesse, de luminosité ou encore de température, se sont greffés au fil des années ceux de perception, radars, caméras, sonars ou

encore lidars. Les radars, devenus peu chers, sont les plus répandus. Ceux qui uti­ lisent les ultrasons permettent depuis plu­ sieurs d’années d’assister les conducteurs lors du stationnement. « Les radars sont intéressants pour les véhicules métalli­ ques en mouvement, bien moins pour les piétons ou les véhicules à l’arrêt. Il faut d’autres capteurs dans ce cas­là », précise toutefois Vincent Abadie, responsable véhicule autonome chez PSA. Les capteurs les plus étudiés sont les lidars, qui utilisent la réflexion d’un faisceau laser pour mesu­ rer les distances. «On utilise les lasers pour calculer la distance avec un objet, à une portée plus réduite que les radars » analyse Antoine Weil, chef du service produits chez Volkswagen France. Mais leur coût reste encore un frein. «Aujourd’hui le prix d’un lidar correspond à celui d’une petite voiture, note Sébastien Glaser, chef de pro­ jet Véhicule à conduite déléguée chez Vedecom. Ce sont des pièces fragiles et dif­ ficiles à calibrer ». Certains lidars mono­ faisceau, un peu moins chers et de moin­ dre portée, se retrouvent déjà dans les modèles de PSA ou Volkswa­ gen. Les entreprises canadien­

F. robert

Autonomisation La feuille de route technologique

Comment les ConduCteurs vont devenir des passagers… 1978

1995

1997

Mieux freiner

ContrôLer LA trAjeCtoire

ACtionner LeS eSSuie-gLACeS

Le système d’antiblocage des roues (aBS) détecte la vitesse de rotation des roues et module la pression de freinage lors de leur blocage.

L’electronic Stability Program (eSp) agit sur le système de freinage et l’injection moteur pour rediriger le véhicule en cas de mauvaise trajectoire.

Des capteurs infrarouges ou à ultrasons repèrent la présence de pluie et mettent automatiquement en route les essuie-glaces.

étape 1. ASSISTANCE

28

N°990ccSEPTEMBRE 2016

2000

2011

tourner fACiLeMent

reSPeCter LeS LigneS bLAnCheS

La direction, devenue en partie électrique, est amplifiée et donc simplifiée pour le conducteur.

La fonction « Lane Assist » repère quand le véhicule sort des marques au sol, envoie un signal optique et une vibration dans le volant.

étape 2. CONTRÔLE LATÉRAL

voitures autonomes

antoine Mullender

ccparcours

Directeur général de Vedecom

La France n’a pas à rougir face à la Google car Le véhicule autonome fait rêver beaucoup de monde. Verra-t-on ces voitures dans nos rues à brève échéance? Antoine Mullender : En 2025, produire un

t. GoGNy PoUr INdUStrIe et teChNoLoGIeS

véhicule autonome ne devrait pas poser de problème. Mais pour faire quoi et pour quel usage? On peut dire : je fais une voiture autonome, j’appuie sur un bouton et je serai autonome pendant 300 km sur tel ou tel parcours. Ensuite dire que sera sur toutes les routes, jusqu’au fin fond de la Nièvre… c’est moins sûr. En termes de recherche, vu la puissance que tout le monde y met, cela va très très vite dans tous les domaines. La technologie du numérique et de la simulation explose.

Comment cela a-t-il été possible ? A. M. : Ce n’est pas qu’une révolution tech­

nologique, c’est aussi sociétal. Si les jeunes ne veulent plus être propriétaires de leur véhicule, on parle de véhicule partagé, et donc il faut de la connectivité. Les voitures cèdent la place à des objets de mobilité. Tout cela participe à la réunion sur des domaines communs qui sont l’électrifica­ tion, le centre d’automatisation et la gestion de service. C’est un peu l’alignement des

2018

t.

AL

Son diplôme d’ingénieur de l’estaca en poche, Antoine Mullender entre chez PSA en 1982. Il aura la responsabilité de coordonner le design lors de la fusion Peugeot Citroën ou encore de développer un bureau d’études en Amérique Latine. Il participe à la création de Vedecom et en devient directeur général en 2014.

planètes. La France s’est organisée avec la création de la filière automobile (PFA), avec des programmes industriels (Nouvelle France industrielle) et avec la création des instituts pour la transition énergétique (ITE). En même temps, le Programme d’in­ vestissements d’avenir finance tous ces plans de recherche. Cela a permis la créa­ tion de l’IRT Vedecom en 2014. Est-ce que cet investissement français est suffisant ? A. M. : En deux ans, on a déjà touché 23 mil­

lions par an et il y a encore 17 millions pos­ sibles. Vedecom, qui n’existait pas il y a deux ans, fédère aujourd’hui 150 personnes, ce qui est déjà pas mal. Notre challenge aujourd’hui n’est pas que financier, il est de réunir les bonnes compétences au bon moment. La force que l’on peut avoir face à des Google, c’est notre capacité à travailler en meute, ensemble avec l’écosystème de nos partenaires. Mais il faut trouver les bon­ nes compétences. Aujourd’hui je suis encore en déficit d’effectif, dans une période de fort chômage, il manque encore 40 per­ sonnes. On crée de nouveaux métiers, qui ne sont pas forcément disponibles

2018

2025

aujourd’hui. Nous devons embaucher des gens qu’il faut formater dans ces nouveaux métiers. En mécatronique, en électronique de haute puissance, je recrute des Algériens car en France, il y a eu un recul très fort pen­ dant plusieurs années. C’est le moment de relever la puissance de la France dans des domaines qui ont été abandonnés et qu’il faut relancer. Nous voulons d’ailleurs met­ tre sur pied d’ici 2017 un challenge France sur les cas d’usage avec un objectif à attein­ dre en quatre mois. C’est comme cela qu’on a pu développer un modèle pour discerner les piétons. Maintenant que nous sommes reconnus et réputés, nous sommes aussi repartis vers des gros projets européens. Là on va devenir vraiment efficaces. cm

2030

oubLier LeS bouChonS

Se gArer

LâCher Le voLAnt

Devenir PASSAger

Sur une voie rapide, la voiture prend le contrôle le temps du bouchon. elle indique la fin de ce dernier et du mode pilotage.

Avec le pilotage de stationnement, la voiture trouve une place, tourne les roues, avance et fait son créneau sans aucune personne à bord.

Sur voie rapide uniquement et pendant un temps donné, le véhicule roule seul, gère sa vitesse et double.

La voiture décide des actions à réaliser en toutes circonstances. elle repère les obstacles et doit réagir en fonction.

étape 4. AUTONOMIE PARTIELLE

étape 5. AUTOMATISATION TOTALE

étape 3. AUTONOMIE PONCTUELLE

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en Couverture

cc sÉcuriTÉ

nes Phantom Intelligence et LeddarTech développent des lidars à des prix qui pour­ raient autoriser une utilisation en série. Le lidar solid­state de Valeo sorti en juin 2016 intègre la technologie de LeddarTech. Il ne contient aucune pièce mécanique mobile. Ici donc, ce ne sont plus un laser et un cap­ teur qui tournent ensemble pour scanner l’ensemble de l’espace. Le lidar utilise un réseau optique piloté par phase qui envoie des impulsions de lumière toutes les micro­ secondes et les dirige de manière totale­ ment indépendante dans tous les sens. Une technologie bien moins chère. cc Des

systèmes pour créer une cartographie propre au véhicule

«L’infrarouge est quant à lui utilisé pour la vision de nuit mais cela n’apporte des infor­ mations qu’au conducteur. Dans d’autres situations, il n’arrivera que plus tard, vers 2020. Son prix est très élevé, d’un facteur 10 par rapport aux autres capteurs», estime Vincent Abadie. Outre les informations permettant d’as­ sister une manœuvre, les capteurs appor­ tent un grand plus dans la localisation du véhicule, et permettent le développement de systèmes de navigation, comme celui de Safran Electronic & Defense. «Nous fai­ sons appel à l’hybridation complexe. Nous

Le défi des cyberattaques c «Depuis 3-4 ans, des démonstrations

de cyberattaques montrent qu’il est très facile de pirater les systèmes automobiles», indique Laurent hausermann, fondateur de la start-up Sentryo, spécialisée en cybersécurité. Pour éviter toute intrusion, certains constructeurs comme tesla n’interconnectent pas les fonctions multimédias et les fonctions vitales au cloud. Ils évitent ainsi la transmission des données issues des fonctions vitales. S’il y a un problème, ils peuvent réparer et mettre à jour leur logiciel à distance. Sentryo propose le logiciel de surveillance ICS CyberVision pour réagir au plus vite en cas d’attaque et mieux protéger à l’avenir les outils utilisés.

mêlons les informations issues de la cen­ trale inertielle, des caméras, lidars, radars, du GPS, de l’odomètre. Pour pouvoir le produire en série à des coûts acceptables dans le domaine automobile, nous avons regroupé et réduit l’ensemble à un petit boîtier », indique Charles Chaligne, responsable marketing de la division navigation de Safran. Côté cartographie, l’agrégation des infor­ mations issues des capteurs promet l’arri­

vée de cartes dynamiques. L’équipe de Vede­ com travaille en partenariat avec l’Inria sur le système Slam (simultaneous localization and mapping), pour créer une cartographie propre au véhicule. Grâce aux informations des lidars, le système répertorie les bâti­ ments, les rues et les obstacles, les localise par triangulation puis détermine les zones où il peut passer. Les premières fonctions pilotées comme le lane assist, assistant de voies, utilisent la reconnaissance des lignes blanches. L’innovation de l’année provient de Mobileye, leader sur le marché de la vision. L’entreprise a présenté au Salon d’électronique grand public (CES) de Las Vegas leur Road Experience Management (REM), un système d’exploitation en temps réel qui croise plusieurs données pour déterminer la position du véhicule et obte­ nir une carte en utilisant peu de bande pas­ sante. « Ce système est basé sur la puce EyeQ, plus puissante que trente ordina­ teurs, pour détecter les objets sur la route. Il peut être intégré avec un logiciel Original Equipment Manufacturer (OEM) [utilisé par les constructeurs]. Et dans moins d’un an sortira le EyeQ4 qui pourra traiter plu­ sieurs caméras simultanément pour loca­ liser plusieurs types d’objet. Il détectera les lumières du trafic, les animaux et bien plus d’informations », explique Lior Sethon,

Le contrôle centralisé multiplication des capteurs implique de repenser du tout au tout le système électronique de la voiture. Pour cela, delphi, leader du domaine, propose le contrôleur multidomaine. Un système centralisé avec un logiciel adaptable à tous les véhicules, sur quatre gammes différentes. Ce contrôleur peut être mis à jour lors de modifications, sans avoir besoin de modifier l’ensemble de l’architecture.

Sur le long terme, l’entreprise clame l’intérêt du contrôleur : « avec ce système centralisé, les capteurs deviennent satellites. Cela réduit la complexité de l’architecture, évite les calculateurs et permet un coût moindre. Nous pouvons réduire de 25 à 30 % le prix, le poids et la complexité du système », précise Michael thoeny, directeur général, delphi commandes électroniques europe.

L’unité centrale d’assistance zfAS, développée par Audi et fabriquée par delphi permet de centraliser les calculs de la voiture. d. r.

c La

30

N°990ccSEPTEMBRE 2016

voitures autonomes

directeur Europe de la division Aftermarket de Mobileye. Volkswagen a intégré ce sys­ tème dans ces derniers modèles. Du côté de l’architecture des systèmes de contrôle, le changement sous les capots s’avère total. Depuis la fin des années 90, avec les différentes fonctions d’aide à la conduite telles que la stabilisation de tra­ jectoire (ESP) ou la direction assistée, un réseau électronique s’est ajouté aux pièces mécaniques. Des systèmes de câblages reliés à des boîtiers de commandes, appe­ lés calculateurs, ont été installés sur la chaîne de traction ainsi que sur les élé­ ments dits de conforts (vitres, essuie­gla­ ces, feux, etc.). Les calculateurs envoient un ordre aux actionneurs qui activent la fonction voulue, la direction, le freinage ou l’allumage des feux. cc Des

processeurs pour gérer une multitude d’informations

Toute la difficulté consiste à agréger ces informations. « Chaque capteur possède une unité de contrôle propre qui commu­ nique avec les autres. Cela manque de flui­ dité », pointe Xavier Benoit, porte­parole d’Audi. « On maîtrise la complexité avec une dizaine de calculateurs mais aujourd’hui, il y en a 50 à 100 pour un véhicule standard », note Paul Labrogère, directeur du programme transport auto­ nome de SystemX. Les constructeurs se trouvent donc aujourd’hui face à la néces­ sité de repenser totalement l’architecture électronique et numérique. Il faut choisir si l’on conserve les calculateurs couplés aux capteurs, éparpillés dans la voiture, ou s’il est préférable d’avoir une unité cen­ trale qui analyse et traite l’ensemble de ces données. «En 2025, nous aurons peut­être des capteurs qui ne réaliseront aucun calcul, comme une simple antenne, reliés à une unité centrale », note Vincent Aba­ die. Pour l’instant, les calculateurs sont encore répartis sur les modèles. Mais cela change. Audi sortira, par exemple, en 2017 une unité centrale, le zFAS, fabriqué par Delphi. De la taille d’une tablette PC, il sera équipé du processeur multicœur Tegra K1 de Nvidia avec une capacité de 1 téraflops. Les réseaux de capteurs, de calculateurs et d’actionneurs, qui envoient les com­ mandes, ont chacun leur langage. Le pro­

cesseur doit être capable de gérer ces infor­ mations en parallèle. « Le challenge, en l’occurrence, c’est la maîtrise de l’architec­ ture hétérogène. Il y a de nouvelles géné­ rations de calculateurs pour les proces­ seurs multicœurs », souligne Paul Labrogère, de SystemX. Pour cela, les pro­ cesseurs à plusieurs cœurs d’exécution deviennent une norme dans l’industrie. S’ils sont deux fois plus chers qu’un calcu­ lateur normal, ils ont aussi deux fois plus de puissance. Malgré tout, les construc­ teurs doivent optimiser les algorithmes qui régissent l’envoi des commandes au véhicule, pour limiter la puissance néces­ saire. « Dans un prototype, il y a plusieurs PC embarqués avec des processeurs du type Core i7, de 3 GHz. Avec ça, on ne se soucie guère d’optimiser les codes. Pour comparaison, le calculateur du contrôle moteur, assez puissant, tourne autour de 300 MHz et celui du contrôle des fenêtres de 10 à 30 MHz. Ce n’est pas la même échelle», précise Didier Roux de la société Krono Safe. Cette start­up issue du CEA propose la solution Astérios pour des processeurs multicœurs, capable de gérer une architecture en parallèle. « Le langage C utilisé encore aujourd’hui dans les véhicules n’est pas fait pour ça, notre langage psy vient en complément, pour faire communiquer les informations de tout type de capteurs », reprend Didier Roux. Ces avancées au niveau des systè­ mes de calcul permettent l’arrivée de fonc­ tions telles que le stationnement piloté et l’assistance dans les embouteillages. Le dernier point sur lequel planchent les spécialistes est la sécurité. «Comment le véhicule va­t­il pallier la défaillance du sys­ tème ? », s’interroge Paul Labrogère, de SystemX. L’une des réponses serait de dupli­ quer le système pour les fonctions vitales. La sécurité nécessite aussi de savoir prévoir les problèmes et situations inhabituelles. Un vrai défi. Dans un premier temps, les fonctions de pilotage qui arriveront en 2018 se feront dans une zone contrôlée, sur voie rapide. Du succès de ces solutions dépendra l’essor de la voiture autonome, car en matière de sécurité, il n’y a pas de droit à l’erreur. cm

DeS voitureS De PLuS en PLuS inteLLigenteS 1. L’électronique se fait une place à bord

100 à 120 millions c’est le nombre de lignes de codes dans une voiture haut de gamme.

en comparaison, Facebook ne représente « que » 60 millions de lignes de codes

38% c’est le pourcentage des éléments électroniques

dans les composants d’une voiture en 2015

100

2. Le nombre de calculateurs par véhicule explose 30 2002

2016

3. Les véhicules autonomes sont sur la ligne de départ Déploiement du véhicule autonome (en pourcentage du parc automobile) 100 % 80 % 60 % 40 % 20 % 0% 2016

2025

2040

Scénario de rupture

2070

Scénario tendenciel

4. Le marché s’avère prometteur Chiffre d’affaires 17,3 des technologies de conduite automatisées en milliards d’euros. 4,38

2014

2020

SoUrCeS : PLAN NoUVeLLe FrANCe INdUStrIeLLe, FrANCe StrAtéGIe, CCFA, INStItUt FrAUNhoFer

ccclaire lecoeuvre redaction@industrie-technologies.com

SEPTEMBRE 2016ccN°990

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EN COUVERTURE

Validation La course aux kilomètres Les constructeurs alignent aujourd’hui les kilomètres pour apprendre tous les cas particuliers qui constituent la « vraie » circulation, tant au niveau des infrastructures que du comportement des autres usagers. Si cela est en cours sur les voies rapides, le problème est beaucoup plus complexe pour l’environnement urbain.

T

ous les grands acteurs qui se sont lancés dans le développement de véhicules autonomes testent des prototypes sur routes ouvertes à la circulation. Indispensables pour optimiser et valider les algorithmes qui pilotent ces véhicules, en les confrontant aux aléas d’infrastructures et de circulation, moins rigoureuses que ce que la législation préconise, ces roulages servent aussi à valider le fonctionnement des capteurs dans des conditions météorologiques variées. «Depuis juillet 2015, les pouvoirs publics nous ont autorisés à utiliser sur certaines voies rapides trois C4 Picasso laboratoire. Nous avons déjà effectué plus de 50000 km de roulage, à la fois en France et dans certains pays européens (Espagne, Italie, Belgique, Hollande, Grande-Bretagne, Serbie, Croatie…) pour les confronter à de

multiples situations réelles », confirme Vincent Abadie, responsable du projet «Voiture autonome» chez PSA Peugeot Citroën. Des roulages qui peuvent être de grands trajets tels Paris-Sochaux, un tour d’Europe de plus de 3000 km d’une traite ou des roulages quotidiens autour des centres techniques de Vélizy et de Sochaux pour valider rapidement des modifications des logiciels embarqués. cc Apprendre

aux algorithmes les multitudes de cas particuliers

Avec deux de ses véhicules, PSA se concentre sur ce qui sera commercialisé dès 2020. Ils utilisent des capteurs simples (radars, caméras, laser scanner unique), avec une cartographie et un GPS standard. Ils peuvent rouler sur la quasitotalité des voies rapides européennes à terre-plein central.

Le troisième est un véhicule laboratoire équipé de capteurs plus avancés (lasers scanners multiples), dont l’application série n’est pas envisagée à court terme. Mais ce véhicule ne peut rouler que sur un nombre de routes restreint (moins de 2 000 km d’autoroutes) car il faut disposer d’une cartographie précise haute définition identifiant bien le détail des infrastructures, par exemple les glissières, capable de travailler avec un GPS différentiel utilisant des bornes terrestres fixes, pour se positionner à 3 cm près. « Les difficultés que l’on rencontre sont multiples. Même sur voies rapides il existe une multitude de cas particuliers, par exemple dans l’intensité des marquages au sol ou dans le cas de leur remplacement par des murets. Il faut donc que l’on apprenne à nos véhicules à gérer ces situations particulières en trouvant des stratégies de replis basées sur la cartographie et d’autres informations que les marquages au sol », note Vincent Abadie. L’enjeu est le maintien latéral du véhicule dans sa voie. Une situation qui n’est pas triviale, par exemple lors d’un pas-

Les véhicules progressent c L’autorisation de circulation sur routes ouvertes donnée

PSA dispose du plus gros parc de véhicules autonomes en France. Ici les C4 Picasso qui ont déjà été testés sur plusieurs autoroutes. D. R.

au constructeur est soumise à la remontée trimestrielle d’informations sur les incidents. «Sur les dizaines de milliers de kilomètres parcourus, il n’y a pas eu d’accidents ou de quasi-accident (freinage d’urgence du véhicule ou d’autres usagers). En revanche, nous avons été obligés dans un certain nombre de cas de reprendre la main, mais avec une fréquence qui s’allonge au fil du temps. Si au début, il fallait reprendre la conduite en moyenne toutes les demi-heures (perte du guidage latéral ou du guidage radar…), nous en sommes arrivés à un taux de l’ordre de 1 sur 5000 km», indique Vincent Abadie, responsable du projet «Voiture autonome» chez PSA.

32

N°990ccSEPTEMBRE 2016

VOITURES AUTONOMES

LES PIÈGES À ÉVITER Brouillage par des reflets

Qualité des marquages au sol

c Les pièges pour

Variantes par pays

Ombre portée

Stationnement sauvage

Travaux

Usagers vulnérables imprévisibles

Véhicules non autorisés

GETTY ; D. R.

Plaques d’accès aux réseaux souterrains

Diversité des revêtements

sage de trois à deux voies où le marquage médian disparaît. Autre point d’achoppement : la variabilité dans les travaux (signalisation, balisage, flèches sur camions mobiles, etc.). Une variabilité exponentielle dès que l’on sort de nos frontières. Le roulage permet de découvrir le maximum de cas particuliers. Mais il permet aussi de faire face à des situations telles des objets tombés sur la route, qui en fonction de leur nature et de leur volume nécessitent un évitement ou pas. La signalisation est plus facile à traiter car, outre la détection des panneaux par le véhicule, elle est aussi intégrée dans la cartographie. Le trafic et le comportement des autres usagers posent aussi des problèmes. «Par exemple, un conducteur imagine à des indices, tels l’état du véhicule, s’il va s’insérer de manière douce ou agressive sur une voie rapide. Une perception de l’intention des autres usagers difficile à apprendre à un véhicule autonome », souligne Vincent Abadie. Ce qui nécessite beaucoup de réglages et d’optimisations en se confrontant à une multitude de cas réels, donc des centaines de milliers voire des millions de kilomètres parcourus, durant la conception des logiciels. Et de fait, les algorithmes de commande temps réels, qui représentent plu-

Intempéries

Feux rouges, stop, ronds-points

sieurs dizaines de millions de lignes de codes, seront en perpétuelle évolution, au moins pour les deux années à venir. Des développements faits en interne par les constructeurs, qui dépendent des informations données par les capteurs. Les radars fournissent des objets (un mobile avec ses attributs: distance, vitesse, etc.). Une caméra étiquette l’objet (piéton, moto, voiture, camion…) mais se montre sensible à la météo. Un laser scanner apporte quant à lui des données brutes (nuage de points) qui servent à reconstruire un certain nombre d’informations. Il faut ensuite fusionner ces informations en les pondérant de manière dynamique suivant leur source et les stratégies propres aux valeurs de chaque constructeur que l’on veut leur appliquer. cc La

conduite autonome en ville est particulièrement complexe

Mais hormis la circulation sur les voies rapides, qui est l’apanage des constructeurs car elle arrivera rapidement, la conduite autonome en milieu urbain est traitée de manière coopérative entre les constructeurs français via l’Institut pour la transition énergétique Vedecom. « C’est en effet encore du domaine de la recherche à long terme, donc moins compétitif, car la problématique est bien plus compli-

les véhicules autonomes résident surtout dans la qualité des infrastructures, tant sur voies rapides qu’en milieu urbain. Si leur définition est très codifiée, force est de constater que leur réalisation est souvent tributaire de conditions locales qui les éloignent de l’optimum théorique. De plus, malgré une certaine harmonisation européenne, les variantes par pays sont nombreuses. Le seul moyen pour les constructeurs est donc de faire parcourir à leurs véhicules test le maximum de kilomètres pour qu’ils découvrent ces aléas et qu’on leur apprenne à s’en sortir.

quée ». Ce que résume Guillaume Devauchelle, président de Vedecom : « Il est plus difficile de faire 1 km en ville que 1000 km sur une autoroute rectiligne du Middle West américain ». En effet, les pièges pour les capteurs du véhicule autonome y sont beaucoup plus nombreux (variation des revêtements, marquages effacés ou détériorés, travaux impromptus, obstacles temporaires, feux rouges, etc.) et la circulation y est beaucoup plus anarchique. Notamment celle des usagers vulnérables, piétons et cyclistes qui peuvent changer de direction en moins de 100 ms. Autant de pièges qui pourront être en partie évités grâce à des infrastructures communicantes. Mais nous sommes à un horizon plus lointain, aux alentours de 2030. Il va maintenant falloir passer de ces prototypes sûrs à 95%, qui restent sous la responsabilité d’un conducteur formé spécifiquement, à des véhicules grand public sûrs à 100 %, ce qui demandera du temps. C’est peut-être la volonté de Tesla d’accélérer cette transition qui a conduit à un accident mortel aux États-Unis en mai dernier, avec une de ses voitures en mode Autopilot. cm cc JEAN-FRANÇOIS PREVÉRAUD jfpreveraud@industrie-technologies.com

SEPTEMBRE 2016ccN°990

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EN COUVERTURE

Mise à nu Les dessous de la voiture du futur Pour tester le principe de la voiture autonome, l’institut Vedecom a boosté les capacités technologiques d’un modèle de Renault Zoé en ajoutant des capteurs de perception et un système informatique. Le véhicule peut déjà rouler seul sur circuit et sur certaines portions de ville.

P

our mettre à l’épreuve les équipements destinés aux futures voitures autonomes, Vedecom a développé un démonstrateur intégrant des équipements disponibles à un prix abordable. Capable de rouler seul sur une portion de route déterminée, ce véhicule a déjà parcouru de nombreux kilomètres, traversé Versailles à plusieurs reprises et a même été testé au Carreau du Temple dans Paris. Le véhicule planifie sa trajectoire. Il sait se connecter à un feu et s’arrêter lorsqu’il perçoit qu’il est rouge. Il freine quand il enregistre qu’une voiture s’est arrêtée devant lui, enclenche alors le clignotant et le double de manière automatique. Une interface reliée directement aux lidars indique la trajectoire du véhicule avec les objets repérés au cours de la route.

L’intelligence Le prototype embarque deux ordinateurs dotés d’un processeur multicœur I7. Le premier ordinateur réalise la majorité des calculs tandis que le deuxième, l’hyperviseur, le supervise. Il vérifie par exemple que les fonctions vitales ne sont pas désactivées avant de passer en mode autonome. C’est lui qui prend les décisions. Un troisième élément s’ajoute aux deux précédents : il s’agit de la microautobox développée par DSpace. Proche d’un calculateur, cette dernière calcule en temps réel les actions à effectuer. Compatible avec plusieurs interfaces CAN, FlexRay, Ethernet, elle peut piloter des actionneurs de toute marque.

cc Un

prototype pour tester les performances des capteurs

cc CLAIRE LECŒUVRE redaction@industrie-technologies.com

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N°990ccSEPTEMBRE 2016

La coordination

LUCAS THIRION ; D.R.

L’intelligence embarquée dans la voiture passe notamment par des capteurs, qui peuvent envoyer de l’information brute ou déjà traitée par des calculateurs. L’intelligence agglomère alors l’ensemble des données et les traite pour décider de l’action à réaliser. L’un des challenges est d’obtenir des capteurs fiables dans leur fonctionnement sur du long terme. Le prototype permet d’estimer la meilleure localisation des capteurs pour obtenir les informations nécessaires à la conduite et de développer les étapes de calcul nécessaires à la planification de la trajectoire, en fusionnant des données variées. cm

Pour contrôler les différentes fonctions vitales de la voiture (accélération, freinage, virage, déportation, etc.), l’architecture électronique et électrique a été revue du tout au tout. Un réseau de câbles et de boîtiers de commandes a été installé en parallèle d’un réseau de communication par bus CAN. Le réseau Ethernet pallie les problèmes de puissance du bus CAN, système présent sur les voitures depuis le début des années 90. Ce dernier permet de se connecter très vite et de réagir aux commandes en quelques millisecondes mais serait dépassé par un flux trop important de données.

VOITURES AUTONOMES

Le sens de l’orientation Le GPS RTK compare la phase d’une onde générée par un récepteur puis la phase de l’onde reçue par ce même récepteur. Ce type de phase apporte une précision centimétrique pour la localisation du véhicule. À cela est associé au système Simultaneous localization and mapping (Slam) qui permet de générer une carte en simultané et de calculer la trajectoire que doit suivre la voiture. Les lidars enregistrent les éléments présents autour de la voiture pour établir une carte à un temps t. Entre deux positions, le mouvement est enregistré et l’espace, à nouveau cartographié. La localisation est relative, mais permet à chaque instant de connaître l’environnement et de déterminer la trajectoire du véhicule.

La perception Une ceinture de 5 lidars Ibeo lux répartis à l’arrière, à l’avant et sur les ailes mesure la distance des objets environnants jusqu’à 150 mètres. Les données, sous la forme de milliers de points enregistrés toutes les secondes, forment les éléments qu’il faut catégoriser comme étant une voiture, un feu ou un autre objet. Les lasers scanners apportent un balayage à 360 °C et une information redondante avec le radar à longue portée ARF série 300 installé à l’avant du véhicule. L’assemblage de ces données donne la distance des objets et leur vitesse.

L’expression

Une antenne, installée dans la coque en plastique du véhicule, utilise le Wi-Fi 802.11p, dédié à l’automobile, pour relier les infrastructures à la voiture, par exemple les feux de circulation. Cela permet de définir la phase dans laquelle sont les feux. Le protocole de connexion est très important, car il faut pouvoir se connecter rapidement lorsque la vitesse de la voiture est importante. Le Wi-Fi 802.11p peut aussi permettre de relier plusieurs véhicules entre eux.

SEPTEMBRE 2016ccN°990

LUCAS THIRION ; D.R.

La communication

L’écran central, de la taille d’une tablette, donne toutes les informations sur l’état de la voiture. Au travers de cette interface, le système questionne le conducteur pour savoir s’il souhaite reprendre la main. Les chercheurs planchent sur le meilleur message pour permettre l’acceptabilité du système par le conducteur. Reliée à des caméras, qui surveillent cette fois-ci l’état des personnes dans la voiture, l’interface peut aussi transmettre des informations sur la fatigue du conducteur.

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EN COUVERTURE

Les capteurs, processeurs et algorithmes capables de digérer et traiter d’innombrables données sont indispensables à la bonne perception du véhicule autonome. Les équipementiers et constructeurs s’attachent à rendre ces technologies à la fois abordables et performantes et misent notamment sur les réseaux de neurones.

C

améras, capteurs ultrasons, radars, lidar (light detection and ranging)… Pour remplacer les seuls yeux du conducteur humain dans le véhicule auto­ nome, les constructeurs multiplient le nombre de capteurs. Parmi eux, le lidar fait figure d’incontour­ nable. Tous les prototypes de véhicules autonomes en sont équipés. Flanqué sur le toit de la voiture, il cartographie l’environ­ nement grâce à un système de télédétection basé sur le principe du « temps de vol ». Cette méthode mesure la distance entre un capteur et un obstacle en évaluant la diffé­ rence de temps entre l’émission du laser et son retour vers le capteur après avoir été réfléchi par l’obstacle. Extrêmement per­ formant, le lidar est aussi extrêmement onéreux car produit en faible quantité par rapport aux autres capteurs comme les radars ou les caméras qui sont aujourd’hui banalisés. Celui qui équipe les voitures autonomes de Google coûte environ 75000 dollars. D’un point de vue économi­ que, la technologie est donc incompatible

avec une voiture autonome commerciali­ sable. Ce prix élevé s’explique par sa récente apparition dans le monde automobile. «Des travaux sont en cours pour optimiser ces capteurs et les rendre compatibles avec un déploiement grande série. On peut penser qu’une étape significative sera franchie avec la suppression des pièces mobiles dans le capteur, ce qui permettra d’enlever le sys­ tème de motorisation et de gagner en sim­ plicité et robustesse», note Vincent Abadie, le responsable véhicule autonome chez PSA. Tous les acteurs concernés cherchent donc à jouer sur l’architecture et la miniatu­ risation du produit pour réduire son prix. cc Diminuer

significativement le coût du scanner laser

Dans cette optique, l’équipementier Delphi Automotive a investi dans la société Qua­ nergy. Cette dernière a développé un lidar qui ne dispose pas d’une partie mécanique mobile, mais d’une technologie d’illumina­ tion par modulation de phases. Ce système permettrait au lidar d’effectuer 1 million de points de mesure par seconde, avec une por­

tée maximale de 150 mètres. Pour l’heure, Quanergy n’a fait aucune démonstration des performances annoncées, mais assure pouvoir commercialiser sa technologie au prix de 250 dollars. En France, l’équipementier Valeo s’est associé à l’entreprise Ibeo pour développer le scanner laser (lidar couplé à un système de balayage angulaire) Scala. Selon les affir­ mations de Guillaume Devauchelle, le directeur innovation du groupe, son prix de commercialisation serait 200 fois moins cher que les systèmes actuellement utilisés sur les prototypes de véhicules autonomes. La solution Scala est d’ores et déjà en pro­ duction et devrait équiper d’ici début 2017 des véhicules Audi. À ce prix, Scala présente des caractéristiques «suffisantes pour les fonctions souhaitées», précise Guillaume Devauchelle. La solution Scala est dotée d’une partie mécanique mobile pour la fonction scanner, mais ne dispose que de quatre faisceaux. Le système permettrait de rouler à 130 km/h sur autoroute et de détec­ ter des obstacles à une distance de 150 mètres, avec un angle de vue de 140 degrés à l’horizontale. «On a joué sur les besoins. Scala permet de voir loin quand vous roulez vite. Mais dans cette situation (sur autoroute, ndlr) vous n’avez pas besoin d’avoir un champ de

DEs CapTEURs VaRiés ET COmplémENTaiREs

Le radar Le lidar Détecte des objets jusqu’à 150 mètres avec une précision de quelques centimètres. Ne détecte pas les textures et est sensible à la pluie et au brouillard.

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Le capteur ultrason La caméra

Détecte des obstacles jusqu’à 200 mètres. Fonctionne bien avec des objets métalliques et est insensible aux perturbations météorologiques.

Reconnaît toutes sortes d’obstacles et de panneaux de signalisation grâce à ses capacités d’apprentissage. Très sensible aux perturbations météorologiques.

Détecte des obstacles sur une très courte portée. Utile à basse vitesse, pour des fonctions de parking par exemple.

D. R.

Intelligence Apprendre à percevoir les dangers

VOiTUREs aUTONOmEs

Un ALgorIthme ULtrArAPIde PoUr détecter Les obstAcLes 2. Ces points constituent des images 3D, qui sont

superposées pour déterminer la position relative du véhicule. Celui-ci peut alors éviter les dangers.

1. Un lidar permet d’effectuer jusqu’à un million de mesures 3D par seconde.

3. Un algorithme Slam effectue l’opération de superposition en temps réel.

D. R.

c Pour qu’un véhicule autonome puisse cartographier son environnement, s’y positionner et détecter les obstacles, les données issues de son lidar doivent être traitées par un algorithme Slam (simultaneous localization and mapping). En superposant plusieurs images qui présentent des points communs, celui-ci montre comment le véhicule s’est déplacé d’une image à l’autre et permet ainsi de connaître sa position relative. Pour diminuer significativement le temps de calcul nécessaire à cette opération de superposition, Dibotics a développé un algorithme qui permet d’exercer une force de gravité entre les points des différentes photos 3D réalisées par le lidar.

vision de 20 degrés en hauteur. Scala ne sau­ rait donc pas voir un avion qui tomberait du ciel», poursuit le directeur innovation. Outre les fonctionnalités, Valeo a égale­ ment joué sur les process de fabrication pour diminuer significativement le coût du scanner laser. «À l’origine, c’est un appareil d’expert. Là, nous nous sommes adaptés à une fabrication en grandes séries d’Asics (des circuits intégrés regroupant plusieurs fonctionnalités développées pour une application donnée, ndlr) Nous sommes capables de regrouper une multitude de composants en un seul. Pour faire ça, il faut du volume et donc des investissements» souligne­t­il. Dernier levier exploité: la par­ tie logicielle. Valeo mise sur la fusion de données pour améliorer la performance de Scala à moindre coût. L’équipementier dis­ pose ainsi d’une exclusivité avec la société Mobileye pour la fusion et le traitement de données issues du scanner laser et des caméras. La fusion des données et leur traitement constituent, en effet, l’autre étape clé de la

bonne perception du véhicule autonome. «Les capteurs génèrent de l’information sur l’environnement. Il faut la fusionner et l’analyser pour prendre les actions appro­ priées», explique Frédéric Dosière, direc­ teur de VisionTec, le nouveau centre de recherche de Bosch basé à Sophia­Antipo­ lis. Ces opérations requièrent des puissan­ ces de calculs énormes, notamment pour les données issues des caméras. «On parle en giga opérations par seconde», souligne Frédéric Dosière. Pour surmonter cet écueil, Bosch planche sur la mise au point de nou­ veaux processeurs optimisés pour faire tourner une série d’algorithmes dans un environnement confiné. cc Réagir

en temps réel avec des algorithmes de deep learning

Outre les algorithmes classiques de détec­ tion et de classification, Bosch travaille sur des algorithmes de deep learning qui fonc­ tionnent à la manière de réseaux de neuro­ nes. Ces algorithmes s’appuient sur plu­ sieurs couches de neurones artificiels,

organisées de façon hiérarchique, pour reproduire le fonctionnement du cerveau humain. Ils permettent notamment une reconnaissance très efficace des images. Pour faciliter leur intégration, l’industriel œuvre sur des puces aux architectures dites neuromorphiques afin d’optimiser l’effica­ cité énergétique du processeur. «Mes équi­ pes travaillent sur des solutions qui ne consomment que quelques watts», atteste Frédéric Dosière. Si Bosch focalise ses efforts sur la partie caméra, le fabricant de GPU Nvidia a, quant à lui, développé une solution centralisée pour le contrôle de l’ensemble du véhicule et qui supporte simultanément le flux de douze caméras et capteurs. Le Drive PX2, c’est son nom, est présenté comme un supercalculateur. Doté d’une capacité de 8 téraflops, il embarque deux processeurs classiques et deux GPU avec une architec­ ture Pascal, spécialement optimisée pour faire tourner des algorithmes de deep lear­ ning de manière parallèle. «Le supercalcu­ lateur est capable d’effectuer 24 trillions SEPTEMBRE 2016ccN°990

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EN COUVERTURE

La cartographie hd : un capteur étendu le véhicule autonome peut compter sur les données issues des capteurs qu’il embarque, mais ces informations ne suffisent pas. «Le capteur a un champ limité en distance. Il ne vous dira pas qu’il y a un virage dans 600 mètres», note Bruno Bourguet, vice-président senior de Here. La cartographie HD apparaît donc comme complémentaire. Elle permet notamment d’avoir des informations sur la largeur des voies, ou sur l’inclinaison d’une pente

avec une précision de quelques centimètres. Pour construire un modèle extrêmement précis, Here s’appuie sur une flotte de «True Cars», équipées de technologies militaires. Here va plus loin en ajoutant «un horizon électronique». L’objectif de cette deuxième couche est d’enrichir en temps réel le modèle géographique avec des informations issues d’autres véhicules. «La cartographie devient alors une sorte de capteur étendu», estime Bruno Bourguet.

d’opérations de deep learning par seconde », précise Serge Lemonde, directeur commercial automo­ bile Europe du Sud et Moyen­Orient de Nvi­ dia. Dans les détails, une fois que les constructeurs ont entraîné de manière supervisée leurs réseaux de neurones et les ont testés sur des bases de données, l’algorithme de deep learning va être implémenté dans le kit Drive PX2 et fonctionnera en temps réel pour des fonctions de perception, de visualisation, de planification et de localisation. Actuellement testé par Volvo, le kit est d’ores et déjà prêt à être industrialisé. « La solution vers laquelle s’oriente toute l’industrie c’est le deep learning», martèle Serge Lemonde. «Les réseaux de neurones sont indispen­ sables et inévitables car, avec le véhicule autonome, il est impossible de prévoir tou­ tes les situations. Or avec un algorithme traditionnel, lors de son développement, il faut être capable de développer tous les jeux de paramètres. Ici, ce n’est pas possible» confirme Guillaume Devauchelle. Lors de son apprentissage, le réseau de neurones va rencontrer et apprendre des quantités de situations différentes. Une fois suffisam­ ment entraîné, il sera capable d’en appren­

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here hd Live map est un outil de cartographie auto évolutif mis à jour en temps quasi réel avec une très grande précision.

dre des nouvelles, qu’il n’a jamais rencon­ trées, comme, par exemple, reconnaître un piéton en partie caché par une poubelle ou un panneau de signalisation masqué par un feuillage. L’étape suivante consiste à rejouer cet apprentissage sur une « vérité terrain». Le challenge ici vise à accumuler cette vérité terrain dans différents pays, dont les marquages et habitudes diffèrent. Chez Valeo, des milliers d’ingénieurs répar­ tis dans le monde travaillent sur cette problématique. Côté PSA, l’avis est plus nuancé. « L’utili­ sation des réseaux de neurones n’est pas nou­ velle. Ils sont déjà utilisés

développé par nvidia, le supercalculateur Drive PX2 embarque deux GPU dotés d’une architecture Pascal, spécialement optimisée pour les algorithmes de deep learning.

pour la partie détection pour l’apprentis­ sage des caméras. […] En revanche, pour l’intelligence de décision, nous sommes encore au stade de la recherche», prévient Vincent Abadie. « Pour qu’un algorithme apprenne à réagir à des situations comple­ xes, il faut provoquer un apprentissage de ces situations et reproduire ce que ferait un bon conducteur. Or aujourd’hui, on ne sait pas trop quelles situations lui faire apprendre. Nous sommes en train de tra­ vailler ce sujet en amont, avec des applica­ tions qui n’arriveront probablement que pour la seconde génération des véhicules automatisés, donc après 2020 », assure le spécialiste. Dernière limite pointée du doigt : l’aspect non déterministe de ces systèmes. « Dans le milieu automobile, il faut être en mesure de reproduire le rai­ sonnement d’un logiciel pour des ques­ tions de sûreté. Or, avec un réseau de neu­ rones, si l’on prend une situation quasi similaire, il peut donner une décision complètement différente », explique Vincent Abadie, pour qui une approche hybride, mêlant réseaux de neurones et algorithmes déterministes, comme garde­ fous, pourrait être pertinente. cm cc Juliette raynal jraynal@industrie-technologies.com

D. R.

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EN COUVERTURE

Des minibus autonomes dans une centrale nucléaire TransporT

La centrale nucléaire EDF de Civaux a investi en avril dans six véhicules 100 % autonomes et électriques pour assurer la circulation des personnels du site. Cette première mondiale s’appuie sur les véhicules construits par la start-up rhône-alpine Navya, qui espère étendre l’usage de ses véhicules en milieu urbain.

L

a centrale nucléaire de Civaux (Vienne) est avec ses deux réacteurs de 1495 MWe le plus jeune site du parc nucléaire français en fonctionnement. Elle assure en moyenne 3,7 % de la production électrique française annuelle. Sur cette structure très étendue se pose inévitablement la question des déplacements sur le site. cc

Le probLème

Faciliter la circulation du personnel sur le site Le responsable développement durable de la centrale nucléaire de Civaux en témoigne. Avant l’adoption d’une nouvelle solution, le temps consacré à la marche à pied sur le site s’élevait à plus d’une

heure en moyenne par jour et par salarié, expliquait-il à l’occasion de l’inauguration des navettes Navya sur le site. Soit environ 4 millions d’euros en salaire chargé ! La centrale nucléaire de Civaux s’étend en effet sur 220 ha, tandis qu’un kilomètre sépare l’entrée nord de l’entrée sud de l’enceinte. Plus de 1100 personnes y travaillent à l’année autour des deux réacteurs qui fonctionnent 24 heures sur 24. Jusqu’ici, un service de bus thermique assurait pourtant la circulation de toutes ces personnes sur le site. Mais le bus était seulement en activité six heures par jour, deux le matin, deux le midi et deux le soir, et représentaient un coût salarial important. Le reste du temps… le personnel marchait. Des vélos électriques en libre-service ont un temps

Ce véhicule démonstrateur a permis à Navya d’éprouver sa technologie en conditions réelles.

complété ce service de bus, mais la maintenance annuelle revenant plus cher que le prix des vélos, le service a été abandonné. Depuis quelques années, comme chez d’autres industriels, les salariés ont été encouragés à adopter des véhicules électriques pour se rendre sur leur lieu de travail. En 2015, la centrale de Civaux adopte cette voie mais pousse l’idée encore plus loin et décide d’ajouter à la solution du véhicule électrique celle du véhicule autonome. cc

La soLution

Six navettes Navya Arma transportent sans chauffeur jusqu’à 15 personnes sur la voirie interne de la centrale de Civaux sur un trajet d’environ 3 km.

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N°990ccSEPTEMBRE 2016

Le site de Civaux a trouvé la solution chez une start-up française : Navya, qui profite de l’absence de réglementation sur les sites industriels, privés, pour lancer son offre. « Nous faisons des véhicules sans chauffeur sans passage par des véhicules avec chauffeurs, à la différence des constructeurs traditionnels qui équipent progressivement leurs véhicules de fonctions autonomes », souligne Christophe Sapet, le fondateur de Navya.

D. R.

Un véhicule électrique doté d’algorithmes sophistiqués et de capteurs

VOiTUREs aUTONOmEs

CeNtRALe De CiVAUx

La mobilité boostée sur le site c Site

de Civaux 220 ha de navettes 6 c Capacité d’une navette 15 personnes c Passage de la navette Toute la journée, toutes les trois minutes c Vitesse maximale 45 km/h c Nombre

3 44

millions d’euros C’est le gain de productivité pour EDF tonnes C’est la réduction des émissions de CO2

NAVyA eN bReF située à Villeurbanne (Rhône). c Créée en 2014 par Christophe Sapet. c 50 salariés y travaillent dont 25 en R&D. c Accompagnée par Robolution Capital, elle a réalisé en janvier une levée de fonds de 4,1 millions d’euros, et a réalisé en 2015, un chiffre d’affaires de 408 000 euros.

D. R.

c Navya,

Avant l’adoption des navettes Navya, le temps consacré à la marche à pied sur le site de la centrale de Civaux s’élevait à plus d’une heure en moyenne par jour et par salarié.

La start-up bénéficie de l’expertise d’Induct Technologies, qui travaille sur le sujet depuis 2004 et qu’elle a racheté. Pour Christophe Sapet, deux autres entreprises sont également très avancées, mais n’ont pas encore de véhicules commercialisés : Google, et une autre start-up française, Easymile. Concrètement, le véhicule autonome Navya Arma est équipé de chaque côté d’un capteur Lidar « 3D ». Ils balaient à 360° le paysage environnant 25 fois par seconde. S’y ajoutent deux autres capteurs Lidar simples « 2D», ainsi que de deux caméras stéréovision. En outre, pour se repérer, le véhicule comporte aussi une centrale inertielle (IMU), et un odomètre

qui compte le nombre de rotations des roues. Un système GPS RTK, enfin, vient aider si besoin le véhicule à se repérer, mais tout est prévu pour que le véhicule puisse rouler sans qu’il y ait besoin de communiquer avec l’extérieur. « Tout le monde se dirige vers ces mêmes solutions de capteurs, précise Christophe Sapet. Et nous aussi savons que nous devrons intégrer les meilleures technologies au fur et à mesure qu’elles sortent. » Aussi la plusvalue de la jeune pousse ne se situe-t-elle pas dans les capteurs, qu’elle a d’ailleurs choisis peu évolués, donc moins coûteux pour cette application à basse vitesse, mais dans leur intégration. « Là où d’autres entreprises de mapping se suffisent du GPS, nous nous localisons avec le Lidar 3D à l’aide de nos algorithmes de localisation, précise Frédéric Ferre, ingénieur R&D chez Navya. Nous avons aussi développé les algorithmes de détection d’obstacles qui doivent permettre d’interpréter ceux-ci et les algorithmes de décision pour réagir en conséquence. » Toutes les 50 ms, le véhicule sait où il est au centimètre près, grâce à la reconnaissance de son environnement avec le lidar, et peut prendre une nouvelle décision.

cc

Le résuLtat

Une navette toute les 3 minutes et toute la journée Là où le bus diesel passait toutes les quinze minutes sur des créneaux limités, les navettes Arma (200000 euros l’unité), assurent depuis le mois de mars un passage régulier à chaque station toutes les trois minutes et toute la journée ! Un accord d’exclusivité a été signé avec la société Transdev pour déployer des véhicules sur les autres sites d’EDF. D’autres industriels ou collectivités viennent se rendre compte sur place de la solution. Christophe Sapet considère que Navya a entre douze et dix-huit mois d’avance sur ses concurrents. L’entreprise vise la vente de 50 véhicules cette année et prépare son industrialisation. Sa prochaine cible: l’urbain, car les vitesses y sont faibles, et des voies réservées aux transports permettraient de lancer les minibus autonomes. Depuis juin, deux navettes sillonnent Sion, en Suisse. Deux autres roulent dans Lyon Confluence. cm ccphiplppe passebon ppassebon@industrie-technologies.com

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en CouVerture

Communication L’union fait la force En communiquant, les véhicules autonomes vont pouvoir se doter d’une perception « augmentée ». Outre les gains de sécurité, cette approche coopérative permettrait aussi de réduire les embouteillages et la consommation de carburant. De nombreux défis technologiques doivent toutefois encore être relevés.

E

n mai dernier, dix équipes de recherche européennes se sont affrontées aux Pays-Bas lors du Grand cooperative driving challenge. Objectif: tester la coopération des véhicules autonomes. Parmi les finalistes de ce concours, le laboratoire Heudiasyc, unité mixte de recherche entre le CNRS et l’université de technologie de Compiègne. Pour Philippe Xu, chercheur au sein du laboratoire français, les technologies de communication entre véhicules autonomes, dites V2V, sont cruciales. Le jeu de la collaboration permet en effet d’augmenter les capacités de perception du véhicule, jusqu’à dépasser celles de l’humain. Il facilite donc l’adoption du véhicule autonome par les usagers. Par exemple, si le camion qui se trouve devant une voiture peut lui communiquer qu’il n’y a pas de véhicule qui arrive

en face, alors la voiture pourra le doubler. La communication véhicule-infrastructure, dite V2I, permet également de répondre à ces enjeux de sécurité. « Lorsqu’un véhicule autonome passe seul au niveau d’une plaque de verglas, il pourra envoyer cette information au système, qui stockera cette donnée pour la renvoyer ensuite aux véhicules concernés », détaille Bruno Grandjean, directeur de programmes pour le pôle compétitivité Véhicule du futur. cc Parler

le même langage pour fluidifier le trafic

Outre l’amélioration du niveau de sécurité, cette communication V2V permet aussi, pour les poids lourds autonomes et interconnectés, d’économiser du carburant en roulant en peloton. Autre avantage : la diminution des bouchons au

niveau des intersections. Le projet Light Traffic du MIT Senseable City Lab a ainsi montré que la communication entre véhicules rend inutile la présence des feux tricolores, et que le trafic se trouve sensiblement fluidifié. Mais pour arriver à une telle coopération, plusieurs défis doivent encore être relevés. D’abord, tous les véhicules doivent parler le même langage. Pour cela un standard de communication commun au niveau européen doit être choisi. « Un standard existe, mais il est relativement ancien et est constamment en train de changer », constate Philippe Xu. Ensuite, pour faire transiter l’information sur de courtes distances, la technologie actuellement privilégiée est le Wi-Fi 802.11p. Cette norme Wi-Fi utilise une bande de fréquence spécialement dédiée à la communication sans fil dans l’environnement automobile. « La difficulté quand on roule à 130 km/h, c’est qu’il faut gérer les paquets de données différemment. Une adaptation technique pour compenser la vitesse des véhicules est

Les trois Gains De La CooPÉration

1. Voir plus loin

2. Consommer moins

3. Réduire les embouteillages

En communiquant avec le camion qui se situe devant elle, la voiture peut voir « à travers » celui-ci et savoir si elle peut le doubler ou non.

Grâce à la communication Wi-Fi, les camions peuvent réduire les distances de sécurité et donc diminuer la trainée aérodynamique des véhicules suiveurs.

La communication V2V permettrait de supprimer les feux tricolores, et ainsi de fluidifier le trafic aux intersections.

VOLVO

OBJECTIF c

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Voitures autonomes

Simuler des flottes de vĂŠhicules autonomes

La plateforme Ghost permet de simuler les communications entre vÊhicules et avec les infrastructures. c L’entreprise

Car2road a dĂŠveloppĂŠ un ĂŠmulateur V2X, baptisĂŠ Ghost, pour simuler les communications d’une flotte de voitures autonomes. Un appareil permet de remplacer 20 vĂŠhicules. Objectif : vĂŠrifier la robustesse des systèmes de communication en conditions rĂŠelles avant leur mise en service dans l’industrie.

nĂŠcessaire Âť, note Bruno Grandjean. Le Li-Fi est aussi ĂŠtudiĂŠ pour envoyer des informations avec de plus gros dĂŠbits. cc Garantir

la sĂŠcuritĂŠ des ĂŠchanges entre vĂŠhicules

D. R.

Des travaux doivent aussi être rÊalisÊs pour ne pas saturer le rÊseau. L’idÊe est de limiter les volumes de donnÊes qui transitent en faisant le traitement dans le vÊhicule pour n’envoyer que le rÊsultat de ce traitement via des messages normalisÊs explique Bruno Grandjean.  Les messages devront être envoyÊs à des positions gÊolocalisÊes prÊcises, ajoute Philippe Xu. Le dernier dÊfi concerne la sÊcuritÊ des Êchanges. Aujourd’hui, avec un ordinateur portable, il est possible d’Êcouter les messages que s’Êchangent des vÊhicules. Une personne mal intentionnÊe pourrait les Êcouter pour suivre un vÊhicule ou Êmettre des messages erronÊs, prÊvient Philippe Xu. Il faudrait donc chiffrer les donnÊes pour anonymiser les messages envoyÊs, mais aussi rendre les protocoles de communication plus robustes face aux attaques. cm

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SEPTEMBRE 2016ccN°990

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L’électronique française, une industrie diversifiée

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Le secteur de l’électronique a connu en 2015 une croissance d’environ 2 % en France. Celle-ci est notamment portée par les objets connectés. Par ailleurs, l’arrivée de nouveaux matériels hautes performances est une opportunité à saisir pour les industriels français.

Dossier réalisé par Archipresse Media Consulting

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epuis la crise de 2008, l’industrie électronique françaiseaconnuunecroissance vigoureuse et régulière,tantchezlesfabricantsdecomp o s a nt s é lec t ron iq ue s , le s connecticiens et fabricants de circuitsimprimésquechezlesfournisseurs de machines de production, d’équipements de test et de mesure, de sous-systèmes, de sous-traitance... On a même atteint, en 2014, des taux de progression de chiffre d’affaires à deux chiffres. Cette

dynamique s’est aujourd’hui quelque peu enrayée. « Les résultats en 2015 ont été décevants avec une croissance limitée à 2 %, et cette tendance, au vu de la baisse actuelle des entrées de commandes, s’est poursuivie au 1er semestre 2016 », indique Michel de Nonancourt, président du SNESE, le Syndicat national des entreprises de sous-traitance électronique. « Ces résultats médiocres ont surpris mais nous ne sommes pas foncièrement inquiets, nuance-t-il, car nous voyons apparaître une 333

Le relais de croissance des objets connectés Après les capteurs, puis les microcontrôleurs,etdernièrementlesLED, c’esteneffetautourde la“vague”des objets conne ctés de défe rler aujourd’hui. Les entreprises françaises ne sont pas les dernières à entrer sur ce marché, comme e n témoigne le derniersalonCESde Las Vegas où la France était, après les USA, le pays qui présentait le plus de jeunes “pousses”, témoignant de l’apparitiond’une nouvelle industrie électronique française innovante et diversifiée. Comme l’explique M. de Nonancourt, « il faudra du temps pour industrialisercesprojets,maislenouveau relais de croissance que représentent les objets connectés pourrait porter ses fruits dès la fin de l’année… ». Les applications concrètes se multiplient déjà, notamment dans le secteur de la santé (pour le suivi médical, les comptages…) ainsi que dans l’indus-

trie,avecdessystèmesde géolocalisation, de transmission de l’information, de monitoring production, etc. «Cesproduitsconnectés –quisoitn’existaient pas auparavant soit étaient trop coûteux à exploiter – affichent aujourd’hui des coûts suffisamment faibles pour qu’il devienne possible de faire “remonter de l’information” dans d’excellentes conditions économiques. »

Investir sur toute la chaîne de production Ces perspectives positives ne peuvent cependant masquer « la nécessité pour les industriels de l’électroniquede regarderdetrèsprèslesinvestissements à réaliser », souligne le présidentduSNESE.Ilexiste eneffet,de la part des clients et notamment ceux du secteur automobile, une demande trèsforte d’automatisation et de robotisation de la production. «Lesindustrielsfrançaisdel’électronique doivent se préparer à investir massivement s’ils veulent rester dans la course , ajoute-t-il, d’autant que des matériels beaucoup plus performants sont

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333 nouvelle vague de projets et de produits tout à fait intéressants ».

Des matériels beaucoup plus performants sont aujourd’hui disponibles.

© 123rf/wklzzz

PUBLiDOSSIER ÉLECTRONIQUE i MESURE

aujourd’huidisponibles,plusproductifset aussi plus agiles, à même de produire dansdesdélaisraccourcisetdefaçonplus souple, autorisant les petites séries. » Et M. de Nonancourt de rappeler qu’un composant électronique, de même qu’un matériel, coûte le même prix partout dans le monde, et que la concurrence par une main-d’œuvre low cost ne sera bientôt que marginale. «C’esttoutelachaînedeproduction qui est donc à revoir, de la prise de commande à la fabrication, au test et à la livraison.Ilnousfautpouvoirmettrebeaucoupplusrapidementlesproduitsdansles mainsdenosclients ; lesdélaissontde six à huit semaines dorénavant – les commandesàsixmois,c’estdupassé». n

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En avant-première à Enova, HTDS dévoile de nouveaux composants optroniques

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Nouvelle gamme Movilflex : ces câbles ont déjà convaincu les industriels, distributeurs et OEM français

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La mesure est de plus en plus communicante Questions à Vincent Béranger, délégué général du Syndicat de la mesure. Quelle est aujourd'hui l’évolution marquante dans le monde de la mesure ? C’estprobablementlagénéralisation et l’accélération de la transmission des mesure s. Car l’important aujourd'hui n’est plus tant la grandeur physique e lle-même (température,poids,débit…)que l’information que l’on peut en extraire. Qu’il s’agisse d’acquérir des donnéessurle terrain pour de la détection ou du monitoring, ou de collecter des données sur des objets (ou des sujets) mobiles, la transmission – et le traitement qui s’ensuit – est devenue la

vraie valeur ajoutée. Prenons Linky, le système de comptage télérelevé d’EDF : son avantage déterminant est de pouvoir envoyer directement, sansinterventionhumaine,le résultat de la mesure vers un centre de traitement qui pourra en tirer une facturation, des statistiques de consommations, etc. Parallèlement, les éléments de mesure de consommation de chauffage mis en place dansle cadre de laloisurl’individualisation des frais de chauffage (RFC) enmaidernier apportentlesmêmes avantagesautraversde latélé-relève. Plus généralement, dans l’industrie

ducomptage,lesprisesde donnéesse multiplient pour des applications allant du contrôle qualité en ligne à lasurveillance desprocessde fabrication, la gestion des transactions... L’enjeuestd’utiliserlesmesuresàdes finssignificatives.

La course à la précision est-elle toujours un moteur d’innovation ? Les niveaux de précision sont aujourd'hui en général suffisamment élevés. En revanche, l’innovation est souvent suscitée par l’évolution de la réglementation... Un exemple d’application très actuel, cette fois-ci concernant la santé et l’environnement, estlarécupération des vapeurs de benzène à l’occasion duremplissage duréservoirdesvéhicules dans les stations-service : la transposition d’une directive européenne de 2014voudrait faire passer le taux de récupération de ces vapeursde 85%(aujourd’hui)à90% dans tous les cas de figure, dès parution d’unprochain arrêté.

L’objectif est bien sûr louable, mais il s’avère e xtrêmement difficile, voire impossible àatteindre actuellement, notamment en raison des différences de design d’un véhicule à l’autre, s’agissant des conduits et réservoirs de remplissage de carburants. Lesindustrielsne sontpasdes magiciens et ont besoin de temps pour intégre r de nouve lles contraintes (ce qu’ils font en permanence) ! En ce cas précis, l’administration a entendu les arguments remontés du terrain et l’on doit s’en féliciter. Maisnossouhaitsvontprécisément dans cette direction : une amélioration des performances mesurées des produits industriels, oui (et il s’agit bien de notre champ d’action) – dès lors qu’elle s concernent le bien commun en particulier – mais dans une démarche conjointe entre les professionnels de terrain (au travers de leurs organisations représentatives ), les autorités législatives et administratives, et les parties prenantes impactées par les nouvellesdispositions. n

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„ Quoi de neuf ? ScanArm, une solution de numérisation 3D portable pour la rétroconception et la CAO

Les outils de mesure sont de plus en plus précis.

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équipement Les machines de pose de composants CMS de haute productivité modernisent la chaîne de fabrication.

Les machines de pose de Cms à haute productivité Face à la concurrence des pays émergents, l’industrie française doit moderniser sa chaîne de fabrication.

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our le président du SNESE, Michel de Nonancourt, un double constat s’impose.Nous assistons aujourd’hui, d’un côté, à l’arrivée de machines de pose de composants CMS de haute productivité, et d’un autre, à l’utilisation de ces mêmes machines par des pays comme la Chine. Le risque pour les industriels français est de se retrouver à terme face àdespaysémergentsquiaccentuent leur avantage compétitif par un surcroît de productivité. Les entreprises du secteur se doivent donc de réagiretde modernisertoute leur

chaîne de fabrication, aussi bien par ces nouvelles machines que par des équipements permettant de fluidifier la production et d’atteindre l’efficacité maximale. Cela signifie investir massivement, malgré les marges insuffisantes et le manque de visibilité, des handicaps majeurs lorsqu’il s’agit de prendre des décisions engageant le long terme. Deux aspects à ne pas négliger toutefois : la nécessité pour les entreprises de se réorganiser et de reconvertirleuropérateursjusqu’ici occupés à des tâches d’insertion manuelle... n

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Technologies

Électronique-numérique, un futur prometteur Les Journées régionales de l’électronique sont consacrées au futur du couple électronique-numérique. nales auront lieu à Toulouse, le 2 octobre, et sur le campus Sophia Tech de Sophia-Antipolis, le 1er décembre. Cette quatrième session, menée en partenariat avec eSAME, aura pour thème le “futur prometteur du couple électroniquenumérique”. Présentspartout,l’électroniqueetlenumériquesontlesclés de voûte de l’innovation mais la problématique de leur fabrication est souvent négligée alors qu’il n’est pas pensable d’inventer et de concevoir un produit électronique et numériquesanssavoirdequellemanièreil serafabriqué,testé,réparé... n

„ Quoi de neuf ?

Conrad : l’achat intelligent via Smart Procure pour les PME/TPE Dr

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édérant plus de 150 acteurs de la filière électronique française (incluantlamicro-etlanano-électronique), l’ACSIEL Alliance électronique a organisé cette année quatre journéesrégionalesde l’électronique, axées sur des rencontres professionnelles avec expositions et démonstrations de composants et de systèmes électroniques, de matériels de test et de mesure électronique, ainsi que des tables rondes sur des thématiques du domaine. Après deux premières sessions organisées à Grenoble (mars) et en Île-de-France (mai), les prochaines journées régio-

La fabrication des produits numériques est liée à l’électronique.

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ProDUITS

MATÉRIAUX

L’impression 3D stimule l’innovation

lastiques, métaux, céramique: aujourd’hui, on compte pas moins de 200matériaux dédiés à la fabrication additive, ou impression 3D. Les fournisseurs de matières premières ne cessent d’innover. L’aéronautique, l’automobile, mais aussi le luxe et le domaine médical s’y intéressent pour un nombre croissant d’applications. Selon une récente étude publiée par le cabinet d’étude Research and Markets, le marché des matériaux pour l’impression 3D devrait approcher 1,4 milliard de dollars de chiffre d’affaires d’ici 2021. «Cette méthode permet d’imaginer des formes impossibles à réaliser avec les techniques traditionnelles de fonderie et d’envisager la production de pièces détachées à la demande. Le développement de poudres de métaux ultralégers comme l’aluminium, permet ce genre d’application»,

P

note Paul-Henri Renard, directeur général du Centre technique des industries de la fonderie (Ctif). Des matériaux qui séduisent notamment dans les domaines de l’aérospatial et du militaire, pour pouvoir remplacer en temps réel une pièce défectueuse dans un moteur ou un drone. cc

Des plastiques caoutchouteux

Si l’impression 3D était au départ associée au seul plastique, cantonnant son application à la fabrication de prototypes, les choses changent. Le plastique continue toutefois à occuper une place de choix parmi les matériaux disponibles. L’ABS, ou acrylonitrile butadiène styrène, est très utilisé dans le secteur de l’automobile pour les carrosseries de voitures ou les appareils électroménagers. Ce thermoplastique est apprécié pour sa souplesse et sa résistance aux chocs.

Il offre, à la sortie de l’imprimante, un très beau rendu avec une surface lisse et brillante. D’autres comme l’acide polylactique ou les polyamides, non toxiques, sont davantage employés dans l’industrie agroalimentaire. Ils servent à imprimer des pièces en contact avec les aliments, comme des tasses, des bols et des assiettes. «Le polyamide confère aux objets des propriétés mécaniques intéressantes, en plus de pouvoir être certifié Iso pour des utilisations chirurgicales ou aéronautiques», précise Arnaud Coulet, le directeur de la société Fabulous, une agence spécialisée dans l’impression 3D. L’offre de matériaux plastique évolue au fil du temps. Les matériaux flexibles et caoutchouteux ont récemment fait leur apparition. Les élastomères thermoplastiques (TPE) ont su séduire les grands noms de la mode pour la confection d’accessoires et de boutons, mais aussi les équi-

D.R.

La gamme de matériaux disponibles pour une utilisation dans des machines de fabrication additive ne cesse de s’élargir. Une diversification qui inspire les industriels de tous les secteurs. Les fournisseurs de matière première doivent donc sans cesse redoubler d’originalité pour réaliser leurs projets les plus inattendus.

TroIS INCoNToUrNABLES DE LA FABrICATIoN ADDITIVE

LE PLUS RÉSISTANT : L’INCONEL

LE PLUS ÉCOLO : L’ACIDE POLYLACTIQUE

c Composé d’un fort taux de nickel et de chrome, l’inconel appartient

c Biodégradable et d’origine végétale, le PLA ou acide polylactique

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N°990ccSEPTEMBRE 2016

est fabriqué à partir d’amidon de maïs, de racine de manioc ou de betterave. Contrairement à d’autres plastiques comme l’ABS, il rétrécit peu à l’impression et peut être teinté de n’importe quelle couleur. Non toxique, il sert à la fabrication de produits en contact avec les aliments comme des barquettes en plastique ou des saladiers, à condition qu’il soit pur et que la tête d’impression soit en acier inoxydable. D.R.

à la famille des « superalliages ». Doté des mêmes propriétés mécaniques que l’Inox, il est apprécié par les industriels pour sa haute résistance thermique. Il est utilisé dans les centrales nucléaires et l’aéronautique. En impression 3D, la poudre d’inconel est d’abord fondue selon une technique de frittage par laser avant d’être appliquée par couche successive pour laisser apparaître la pièce métallique.

Des pièces métalliques fabriquées sur mesure

c Spécialiste de l’impression 3D métallique,

Beam utilise la technologie LMD (déposition métallique par laser). Des poudres métalliques sont fondues grâce à un faisceau laser puis déposées par couches successives assurant une parfaite maîtrise des dimensions et de la qualité de la matière. Cette technologie permet de fabriquer et de réparer des pièces métalliques directement à partir d’un fichier CAO.

pementiers de sport pour la fabrication de semelles sur mesure. De par leur texture et leurs propriétés physiques proches de celles du caoutchouc et de la gomme, ils permettent de créer des objets très souples, tels que des poignées ou même des tuyaux. Aux côtés des plastiques figurent désormais les métaux, arrivés de manière usuelle depuis 4 ou 5 ans. Plus légers, plus performants et surtout résistants au feu,

les métaux comme le titane, l’inox ou les alliages chrome-cobalt ont permis de développer de nouvelles applications. cc

Des alliages biocompatibles

L’aluminium combiné à du silicium ou du magnésium séduit particulièrement les industriels de l’automobile et de l’aérospatial par sa légèreté et sa résistance. L’Inox aussi possède d’excellentes propriétés méca-

LE PLUS BIOCOMPATIBLE : MED610 c Le polymère PolyJet bio-compatible, commercialisé

D.R.

par la société Stratasys est un matériau rigide de prototypage médical rapide. Incolore et stable, il peut être utilisé pour des moules dentaires, des orthèses et même des prothèses auditives. Il convient aux applications nécessitant un contact prolongé avec la peau de plus de 30 jours et un contact avec les muqueuses pendant quelques heures.

niques et peut être couplé à des métaux précieux comme l’or ou l’argent. Le titane, enfin, présente des propriétés très intéressantes, notamment pour des applications médicales. Avec un très bon rapport solidité/poids, il s’avère être résistant aux abrasions et biocompatible. Comme l’explique Paul-Henri Renard, directeur du Ctif, le titane séduit de plus en plus de chirurgiens pour les prothèses articulaires. «Avec l’impression 3D on fait du surmesure en fonction de la morphologie du patient. Plus besoin d’avoir un moule, un simple fichier 3D suffit. Aujourd’hui les industriels sont parvenus à mettre au point des matériaux poreux, qui adhèrent aux tissus et même à l’os». Pour l’heure, les machines d’impression 3D ne produisent, sauf exception que des pièces mono-matériaux. Mais la possibilité de fabriquer des plastiques composites, qui permettrait de fabriquer des objets aux propriétés multiples et aux caractéristiques mécaniques renforcées, commence à se profiler. La société 3D systems commercialise par exemple un plastique composite, per-

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ProDUITS

Vidéo

MATÉRIAUX mettant d’imprimer plusieurs couleurs au cours d’une même impression. Un choix de 390000 teintes est disponible. Le résultat, proche de la couleur souhaité, présente tout de même des aspérités à la surface. Du côté des métaux, l’impression de composites en est encore au stade de la R&D. Les différences de propriétés mécaniques entre les métaux posent en effet quelques difficultés lors de la fusion de la poudre et son application couche par couche. cc

Des matériaux tendances

L’utilisation du bois et de la céramique pour l’impression 3D reste très marginale mais commence à se développer. Les objets 100 % bois n’existent pas pour le moment. Les filaments utilisés, de type Laywood, se composent à 40 % de bois recyclé et à 60 % de polymère, pour obte-

imprimer du verre L’une des dernières avancées dans le domaine de l’impression 3D est la production d’objets en verre. Des chercheurs du MIT (Massachusetts Institute of Technology) ont conçu une imprimante capable de travailler avec du verre fondu. Baptisée Glass 3D printing, elle se compose de deux chambres, l’une fonctionnant comme un four et faisant fondre le verre en le chauffant à plus de 1000 degrés, et l’autre stockant le verre fondu et le déposant, couche après couche, selon un modèle numérique. Le verre n’a plus qu’à refroidir et l’objet prend forme. Glass 3D printing

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nir un effet liant. Avantages : un rendu visuel proche du véritable bois et une teinte que l’on peut moduler en jouant sur la température d’extrusion. La céramique quant à elle suscite la curiosité des artisans et des designers. Pour Arnault Coulet, le fondateur de Fabulous, une véritable révolution est en train de se mettre en place. « Même les bijoutiers se lancent dans l’impression 3D pour la conception de petits bijoux en céramique. Mais on est pour l’instant incapable de faire des objets plus grands qu’une carte bleue avec ce matériau. L’enjeu de demain est donc d’y remédier pour permettre la fabrication de pièces plus larges et d’envisager de nouvelles applications. » Des efforts de R&D aussi sont entrepris dans l’utilisation du verre. Il est déjà possible de créer des objets en verre opaque, cependant, la transpa-

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ProDUITS

ccPaul-Henri renard directeur gĂŠnĂŠral de la sociĂŠtĂŠ ctif

ÂŤl’enjeu est de trouver des alliages propres Ă la 3dÂť ÂŤRecyclables, bio-compatibles, rĂŠsistants Ă corrosion et Ă la chaleur, les mĂŠtaux sont des matières premières incontournables pour l’impression 3D. Mais aujourd’hui le prix d’une poudre mĂŠtallique, comparĂŠ au mĂŠtal sous forme de lingot pose problème. Le kilo de poudre d’acier inoxydable varie de 50 Ă 80 euros, tandis qu’un lingot coĂťte 10 euros/kg. L’enjeu des fournisseurs de matière première est donc de dĂŠvelopper des alliages propres Ă la fabrication additive, et non d’adapter des produits utilisĂŠs en fonderie Ă l’impression 3D. Les propriĂŠtĂŠs des objets obtenus en fonderie et en impression 3D diffèrent. Un alliage aluminium-cuivre coule moins bien, mais prĂŠsente une excellente rĂŠsistance mĂŠcanique. Au contraire un mĂŠlange aluminium-silice coule très bien mais prĂŠsente une mauvaise rĂŠsistance mĂŠcanique. Âť

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rence reste encore un dĂŠfi Ă relever pour proposer des lunettes Ă la demande. Plus inattendu, mais prometteur, l’impression de matĂŠriaux vivants. Une sociĂŠtĂŠ amĂŠricaine, Organovo, est ainsi parvenue Ă imprimer un foie de 3 micromètres d’Êpaisseur. Selon le directeur de l’unitĂŠ Bio-ingĂŠnierie tissulaire de l’Inserm, Jean-Christophe Fricain, la principale difficultĂŠ est de conserver les cellules vivantes et d’imprimer des tissus qui ĂŠvoluent dans le temps. Les chercheurs travaillent essentiellement sur des tissus non vascularisĂŠs comme la cornĂŠe ou la peau. Cela leur permet de crĂŠer des modèles cellulaires de pharmacotoxicologie pour tester des mĂŠdicaments et limiter les expĂŠrimentations animales. D’ici dix ans, les scientifiques envisagent mĂŞme le recours de la bio-impression pour fabriquer des greffons. L’offre de matĂŠriaux pour l’impression 3D n’a pas fini de stimuler la crĂŠativitĂŠ des industriels. cm

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ccPauline ORBan redaction@industrie-technologies.com

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notre sélection de produits classés en 5 secteurs de référence Matériel inforMatique cc PAGE 52

cc LOGICIELS

Conception des automatismes

équipeMents de production cc PAGE 54 électronique cc PAGE 55 coMposants Mécaniques cc PAGE 56

Fournisseur pilz france electronic

Afin d’améliorer la productivité de l’automatisation, réduire les temps de démarrage et diminuer les coûts tout au long du cycle de vie d’un projet, ce logiciel permet la visualisation du code centrée sur l’application, et fournit des procédures améliorées de réutilisation plus efficace des contenus, ainsi que des outils collaboratifs. Ce logiciel permet de configurer des automates Logix5000 pour la commande séquentielle, de procédé et de traitement par lot, de mouvement, de sécurité et celle des variateurs. L’organisation logique du code aide à identifier et résoudre plus vite les erreurs de programmation. Le système de surveillance aide à évaluer l’état actuel de l’équipement, prévoir les problèmes et éviter d’endommager les machines. Fournisseur rockwell automation

cc LogicieLs

d’appLication surveillance des automatismes

Vous trouverez en page 57 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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et espaces de nommage OPC, la saisie manuelle sujette à des erreurs et l’affectation des variables sont inutiles. Les styles sélectionnables via CSS3 assurent en un clic une illustration universelle de l’ensemble du projet.

Solution de vision complète des automatismes, ce logiciel de visualisation basé sur internet repose sur les technologies HTML5, CSS3 et JavaScript. Ce qui permet d’étendre les projets de visualisation de manière fonctionnelle, et d’accéder à toutes les plates-formes et à presque tous les terminaux tels que les ordinateurs, tablettes, et smartphones avec le navigateur internet correspondant. PASvisu dispose d’une commande intuitive et offre une liberté créative de projets pour visualiser des installations complètes. Grâce à l’accès à toutes les données d’un projet d’automatisme, y compris les variables

N°990ccSEPTEMBRE 2016

application web pour systèmes hydrauliques

Capable de chiffrer en ligne la conception d’un sous-ensemble composé d’une lanterne, d’un accouplement d’arbre et d’acces-

soires, cette application web rassemble les fonctions d’un programme de conception classique et celles issues des études, de la vente et du SAV. Elle s’utilise aussi bien sur un ordinateur que sur une tablette. Le cœur de l’application Fluidware App est le configurateur utilisé pour concevoir individuellement un sous-ensemble à l’aide de la liste déroulante. L’utilisateur est guidé dans les différentes étapes de la configuration et mémorise ses solutions dans le navigateur de projets. Il aura ainsi accès à tout moment et de n’importe où à ses études, propositions, commandes et aux fichiers DAO relatifs à la configuration. Fournisseur r+l Hydraulics

LogicieLs de bureautique simulation pour l impression 3d cc

FinalProof est le premier outil de simulation réaliste d’impression 3D, permettant de visualiser le rendu de l’objet dans des détails extrêmement précis et réalistes avant de l’imprimer. Une simulation 3D est réalisée en quelques secondes, alors qu’une impression 3D physique prend plusieurs heures. Cet outil fait partie de la solution globale d’impression 3D proposée par sculpteo.com et hébergée sur le cloud, avec laquelle l’utilisateur réalise une impression 3D à partir d’un fichier sans spécifications techniques particulières. Pour la première fois, il est possible de comparer des résultats physiques et virtuels. FinalProof génère une image très réaliste de l’objet 3D, et anticipe le résultat obtenu en simulant les éventuelles déformations qui pourraient apparaître durant le processus d’impression 3D. Il donne un aperçu très précis de l’état de surface de l’objet imprimé et du résultat de la fabrication couche par couche. Suite à cette analyse, l’utilisateur peut apporter les modifications nécessaires avant l’impression finale. FinalProof peut analyser des fichiers 3D complexes (jusqu’à 5 millions de polygones) et est compatible avec tous types de plates-formes et de navigateurs. Fournisseur sculpteo

cc dEscriPtion

référence FinalProof Caractéristique Cet outil offre un

aperçu précis de l’état de surface de l’objet imprimé en 3D, en montrant le résultat de fabrication couche par couche.

cc Points forts

- Le logiciel génère une image réaliste de l’impression 3D - Cette solution est capable d’analyser des fichiers 3D complexes jusqu’à 5 millions de polygones

D. R.

logiciels cc PAGE 50

Produits

Conception d’armoires électriques

D.R.

Avec ce logiciel indépendant et connectable avec les logiciels 3D du marché, les automaticiens et tableautiers disposent d’un outil dédié pour modéliser, concevoir et fabriquer tout type d’enveloppe. Ce logiciel permet notamment le placement automatique des composants sur rails, la réalisation des plans de perçage et l’aide au pilotage des machines à commande numérique, le tout en évitant toute incohérence de montage. Conçu pour prendre en compte automatiquement les contraintes de fabrication dès la phase de conception des armoires électriques, SEE Electrical 3D Panel intègre des fonctionnalités avancées de routage afin d’optimiser les longueurs de fils, les chemins de câbles et le remplissage des goulottes. Fournisseur ige+Xao group

Logiciel scada

Destiné à superviser les processus industriels, les services publics et les infrastructures, ce logiciel répond aux normes industrielles de fiabilité, de sécurité et de performance tout en conservant la convivialité d’une application de bureau. Il répond aux exigences des applications mono-utilisateur comme des systèmes client-serveur complexes avec redondance. PcVue 11.1 introduit des composants novateurs pour le contrôle et la surveillance des équipements réseaux IP et des architectures distribuées, comme SNMP pour la surveillance de l’état du réseau, et le service de cartographie GEO MAP control. Il

offre des capacités d’analyse de données puissantes, permettant de basculer en quelques clics du mode temps réel au mode analyse. Des Smart Generators pour les environnements BACnet et TwinCAT sont disponibles pour la génération automatisée de projets de supervision. Fournisseur arc informatique

solution de calcul avancé

Destiné au calcul technique dans les domaines de l’enseignement, la recherche et le développement mathématique, le logiciel Maple 2015 bénéficie d’une nouvelle infrastructure puissante

permettant l’accès, l’exploitation et la visualisation de millions de séries de données chronologiques financières, économiques et démographiques. Ces données sont soit déjà intégrées dans Maple, soit intégrables après téléchargement depuis le fournisseur en ligne Quandl. Le moteur de calcul et l’interface de Maple 2015 ont été améliorés. Les fonctions de développement d’applications offrent plus de personnalisations, des éléments microphone et haut-parleur, et un soutien à la création de contenu programmatique. Côté fonctions mathématiques, on trouve en autres équations différentielles, intégration, cartographie itérative, théorie des groupes, physique. Une palette de 60 applications interactives traite des sujets mathématiques, statistiques, chimiques et financiers. Fournisseur Maplesoft

Produits cc PĂŠriPhĂŠriques

Disque dur portable sans fil

cc Bureautique

Scanner rĂŠseau

DestinĂŠ Ă la bureautique dans tout type d’entreprise, ce scanner rĂŠseau s’adresse aux secteurs de la santĂŠ, finance, assurance, juridique et administration publique. Son dispositif de reconnaissance vocale innovant permet d’enregistrer des instructions verbales et d’envoyer directement sur le serveur des documents numĂŠrisĂŠs grâce Ă leur voix. Ultra silencieux, le Scan Station 710 numĂŠrise 70 pages par minute, soit 6 000 pages par jour, en format A4, recto-verso, noir et blanc. DotĂŠ d’un ĂŠcran tactile intuitif 9,7 pouces et du système d’exploitation Microsoft Windows 8.1, il est autonome et ne nĂŠcessite pas l’utilisation d’un PC. La numĂŠrisation de documents et leur envoi sur le rĂŠseau s’effectuent ainsi simultanĂŠment. Fournisseur Kodak

cc Ordinateurs

Tablette tout terrain

Cette tablette est durcie pour offrir un terminal rĂŠsistant Ă l’eau, au sable et Ă la poussière, aux tempĂŠratures extrĂŞmes, ainsi qu’à des chutes de plus d’1,2 mètre. Elle est dotĂŠe d’un ĂŠcran HD de 11,6 pouces lisible en extĂŠrieur et utilisable avec des gants. Elle a une autonomie de 12 heures avec 2 batteries Ă 2 cellules ĂŠchangeables Ă chaud. La capacitĂŠ de stockage est de 512 Go sur SSD et elle peut se connecter partout en Wi-Fi 802.11ac. La Latitude 12 Rugged dispose d’un excellent niveau de protection de donnĂŠes avec la technologie propriĂŠtaire Dell Data

Offrant une connexion Wi-Fi, une capacitĂŠ de stockage de 1 To, et 1 carte SD, ce disque dur permet de partager et de sauvegarder des donnĂŠes depuis des pĂŠriphĂŠriques mobiles, ou une TV HD (sans avoir recours Ă un câble) en tĂŠlĂŠchargeant l’application Google Cast Ready. Ce disque peut aussi crĂŠer son propre rĂŠseau LAN sans fil pour pouvoir accĂŠder Ă son contenu sans nĂŠcessitĂŠ d’une connexion internet. Le Canvio AeroCast peut se connecter simultanĂŠment Ă six appareils (smartphones, tablettes ou ordinateur). L’application propriĂŠtaire dĂŠdiĂŠe Wireless HDD pour les appareils Android et iOS, facilite la navigation, la lecture en streaming ou l’enregistrement des fichiers sur l’appareil mobile. Conviviale, l’interface utilisateur intègre une prĂŠvisualisation des images et des recherches par mots clĂŠs. Fournisseur Toshiba Electronics Europe

cc description

cc points forts

RĂŠfĂŠrences Canvio AeroCast CaractĂŠristiques Ce disque dur sans

fil permet de sauvegarder 1 To de contenus. Il peut servir de centre multimĂŠdia compact, accessible simultanĂŠment Ă partir de six appareils, smartphone, tablette ou PC portable.

- Il peut ĂŞtre connectĂŠ simultanĂŠment Ă six appareils - Autonomie de la batterie de 5 heures - Diffusion sans fil sur un tĂŠlĂŠviseur grand ĂŠcran - Il crĂŠe son propre rĂŠseau LAN sans fil pour interagir avec les diffĂŠrents appareils.

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D.R.

cc matĂŠriel informatique

Produits

Fournisseur Dell Computer

Tablette 4K de grand format

Conçue pour le secteur de la santĂŠ ou les domaines de l’audiovisuel, cette tablette professionnelle est ĂŠquipĂŠe d’un ĂŠcran immersif Ă la rĂŠsolution 4K pour un format de 15 par 10 avec de grands angles de vue. Elle prend en charge le Full HD afin de travailler facilement avec des contenus de très haute dĂŠfinition d’images. Son plus est un nouveau port d’entrĂŠe HDMI 2.0 qui permet d’utiliser l’appareil comme ĂŠcran mobile. La Toughpad possède la dernière gĂŠnĂŠration de processeur IntelÂŽ Core et comprend une mĂŠmoire RAM de 8 Go ainsi qu’un disque dur SSD de 256 Go. Durcie avec un boĂŽtier en fibre de verre renforcĂŠ, elle supporte des chutes d’une hauteur de 76 cm. Un verrou de sĂŠcuritĂŠ est disponible pour la protĂŠger lors de dĂŠplacements. Une station d’accueil ou des accessoires de connexion supplĂŠmentaires sont proposĂŠs en option. Fournisseur Panasonic France

D.R.

Moniteur de contrĂ´le pour vĂŠrins

Ce moniteur de contrĂ´le permet de piloter et de s’interfacer sur toute une famille de vĂŠrins ĂŠlectriques d’assemblage. Il possède un ĂŠcran tactile très intuitif pour faciliter toutes les configurations. Les paramètres de force et dĂŠplacement s’analysent sur une courbe XY. Il devient possible d’interagir immĂŠdiatement en temps rĂŠel sur une procĂŠdure

de production. Le maXYmos NC est composĂŠ de deux modules, l’unitĂŠ de mesure et l’Êcran. Il dispose aussi d’un mode dit ÂŤ sĂŠquenceur Âť remplaçant l’ajout d’un automate programmable coĂťteux. 128 programmes diffĂŠrents sont enregistrables et on peut intĂŠgrer des sĂŠquences incluant 255 ĂŠlĂŠments. dix outils d’analyse sont utilisables simultanĂŠment pour chaque programme de production.

Fournisseur Kistler

cc PĂŠriPhĂŠriques

Disques durs 3,5 pouces de grande capacitĂŠ

Avec seulement 6 watts consommĂŠs pour une capacitĂŠ de 6 To, ces disques durs prĂŠsentent la plus faible consommation ĂŠnergĂŠtique sur le marchĂŠ des disques 3,5 pouces de grande capacitĂŠ. Ils rĂŠpondent aux besoins de stockage ĂŠlevĂŠ des centres de donnĂŠes et du Cloud. Ils affichent 1 MTTF de 1,2 million d’heures et bĂŠnĂŠficient de la technologie RAFF de protection contre les vibrations. Les disques WD Re et WD Re+ gèrent jusqu’à 550To par an pour les applications ultra-intensives. Ils sont ĂŠquipĂŠs d’une interface Sata avec des taux de transferts jusqu’à 6 Gbit/s et des dĂŠbits sĂŠquentiels soutenus de 182 Mo/ s en pointe. Ils sont ĂŠquipĂŠs de fonctionnalitĂŠs dĂŠdiĂŠes aux centres de donnĂŠes, telles que le système de positionnement de tĂŞte avec deux actionneurs, l’axe du moteur sĂŠcurisĂŠ Ă chaque extrĂŠmitĂŠ, le capteur de chocs sur axe multiple et la reprise sur erreur limitĂŠe dans le temps (TLER) et spĂŠcifique Ă RAID. Fournisseur Western Digital Corporation

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Protection. Des options de support sont aussi proposĂŠes pour donner un accès prioritaire aux services d’experts, une rĂŠparation rapide en cas d’accident et une surveillance proactive.

Produits

cc équipements de production rapport aux mandrins à pinces, performance s de q ualité d´équilibrage plus élevées qu´avec les mandrins de fraisage automatiques : l´HydroForce HT est une solution de mandrin universel économique qui simplifie les stocks, tout en préservant la durée de vie de l´outil.

Mandrin hydraulique universel

cc Machines

Système de frittage laser de métaux

Fournisseur Widia

Cet équipement hautes performances à couple élevé est destiné à la plupart des applications tournantes, usinage en fraisage, perçage, alésage etc. Plus compact et plus stable, disposant d´une section transversale à paroi avant plus épaisse de 40 mm, le mandrin HydroForce HT offre la rigidité accrue nécessaire pour obtenir des paramètres de coupe améliorés et de meilleurs résultats. La force de serrage est jusqu´à trois fois supérieure à celle des mandrins hydrauliques habituels et, grâce à l´amortissement amélioré des vibrations, le battement axial est de trois microns en porte-à-faux à deux fois le diamètre. La qualité d´équilibrage G2.5 est réalisée jusqu´à 25000 tr/min. Il ne nécessite que deux dimensions pour l´ensemble des tâches d´outillage tournantes. Le montage direct est proposé pour les diamètres 20 et 32 mm et des manchons réducteurs sont utilisés pour tous les autres diamètres. Opérations de frettage thermique plus rentables, force de serrage jusqu´à quatre fois supérieure par

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Fraise grande avance

La fraise MHF anti-vibrations est destinée aux opérations de ramping et de fraisage hélicoïdal à grande vitesse. Elle offre un grand choix de coupe grâce à 3 plaquettes de géométries différentes, conçues pour des profondeurs de passe allant jusqu’à 5 mm. Elle produit ainsi une arête de calage très utile en ébauche et en finition, avec des petits centres d’usinage de faible puissance. Grâce à ses arêtes hélicoïdale convexe, cette fraise réduit son effort de coupe sur les pièces à usiner. Différentes plaquettes pour matériaux difficiles à usiner, comme les alliages de nickel ou de titane, les aciers inox martensitiques ou austénitiques, sont disponibles. Fournisseur Kyocera Fineceramics

Cette machine de frittage laser M 290 est dédiée à la fabrication additive de pièces et de prototypes métalliques de grande qualité. Les éléments centraux de la série précédente M 280, comme la chambre de fabrication, le flux gazeux et les paramètres de fabrication, ont été conservés. Des fonctions supplémentaires de contrôle ont été ajoutées, pour le système lui-même et pour le processus de fabrication. Le M 290 est équipé d’un laser de 400 W de haute qualité de rayonnement et de grande stabilité. Il fonctionne sous atmosphère inerte nitrogène ou sous argon, ce qui autorise l’utilisation d’une large gamme de matériaux, incluant certains alliages légers, aciers inoxydables et superalliages. Son volume enveloppe de fabrication est de 250 x 250 x 325 mm. Il est fourni avec le logiciel ParameterEditor dont l’interface graphique est adaptée aux éléments de production. Les utilisateurs ont la possibilité de modifier certains paramètres d’exposition ou

de développer leurs propres jeux de paramètres. Une version en cours de développement permettra de modifier l’épaisseur de couche, la circulation de gaz inerte, la température de la plateforme de fabrication et les sauts de couche. La préparation et le calcul des pièces s’effectuent directement à partir du poste de travail, grâce à PrintBureau. Fournisseur EOS France

Usinage électrochimique

La machine d’usinage Extrude Hone Evo est destinée aux applications de contournage, d’arrondissage, de rayonnage et d’ébavurage. Son générateur délivre une puissance allant de 3 à 100 kW, en fonction de la configuration de la machine. Modulaire, la Extrude Hone Evo est proposée en configuration simple ou double cellules, ou encore multicellules. Facile à configurer, elle s’intègre aisément dans les lignes de production modernes. Le procédé électrochimique offre de nombreux avantages : enlèvement de matière ciblée en des endroits définis avec précision ; absence de contraintes mécaniques ou chimiques ; stabilité du procédé ; productivité élevée. Fournisseur Kennametal

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D.R.

cc Outils-Outillages

Produits

cc éLectronique cc cOMpOsants

Références de tension

Entièrement spécifiée de -40 à +125 °C, cette famille de références de tension présente une dérive thermique inférieure à 1,5 ppm/°C, un niveau de bruit basse fréquence de 0,5 ppm crête à crête, une dérive à long terme inférieure à 30 ppm et 35 ppm d’hystérésis thermique. Le courant maximal (entrant ou sortant) est de 10 mA. La première version a une tension nominale de 2,5 V. La référence de tension LT6657 peut fonctionner sur une tension d’alimentation minimale tout juste supérieure de 50 mV à la tension de sortie, et jusque 40 V et consomme 1,2 mA (4 µA seulement en mode arrêt). Les taux de régulation sont de 6 ppm/mA en charge et 4 ppm/V en ligne. Fournisseur Linear Technology

D.R.

Capteur d’images pour automobile

Conforme aux normes ASIL B de sécurité automobile, ce capteur d’images CMOS de 2,3 Mpixels est capable de fournir des images à haute définition (1080 pixels) et à haute dynamique (HDR). Il élimine

cc cOMpOsants Circuit de détection de distance

Combiné à un émetteur externe et une photodiode, ce circuit intégré fournit une solution complète de détection d’objet et de mesure de distance par mesure du temps de vol. Il supplante les capteurs fondés sur l’amplitude et les autres systèmes à temps de vol qui fonctionnement mal avec une lumière ambiante supérieure à 2000 lux ou seulement si l’objet est perpendiculaire au capteur. Le circuit ISL29501 fournit un courant programmable jusqu’à 255 mA pour alimenter l’émetteur infrarouge (LED ou laser) et dispose d’un mode en tir unique (économie d’énergie) et en tir continu (précision). Il s’alimente sous 2,7 V à 3,3 V et dispose d’une interface I2C fonctionnant sur des bus à 1,8 et 3,3 V. Une conception de référence est disponible, qui inclut l’ISL29501, un émetteur et une photodiode, avec un logiciel d’interface graphique et un guide d’utilisation. Fournisseur Intersil

cc description

cc points forts

Référence ISL29501 Caractéristique Le nouveau circuit

- Le DSP embarqué calcule le ToF pour une détection précise de la proximité. - La fréquence de modulation de 4,5 MHz empêche les interférences avec d’autres produits.

le scintillement des feux de signalisation et de l’éclairage à LED et permet aux algorithmes d’identification des panneaux de fonctionner dans toutes les conditions d’éclairage. Atteignant plus de 120 dB de dynamique avec un niveau de bruit très faible dans son mode HDR à 4 expositions, l’AR0231AT

peut être synchronisé. Son format optique de 1/2,7 pouce utilise 1 928 x 1 208 éléments sensibles rétroéclairés de 3 µm. Il dispose d’interfaces MIPI, parallèle et HiSPI, d’un contrôle automatique du niveau de noir et de filtres de couleurs.

intégré ISL29501 de traitement du signal détecte les objets situés jusqu’à une distance de deux mètres…

Fournisseur ON Semiconductor

Mémoire flash pour embarqué

Compatible avec l’interface série SPI, cette famille de mémoires flash NAND à cellules simple niveau en 24 nm comprend des versions de 1, 2 et 4 Gbits en boîtiers SOP de 10,3 x 7,5 mm et WSON de 6 x 8 mm. Chacune existe en versions pour tension de 1,8 V ou 3,3 V. Des fonctions de lecture séquentielle rapide, de codage correcteur d’erreurs et de protection de données sont intégrées. Les mémoires flash NAND présentent un coût par bit moindre que les mémoires flash NOR traditionnellement utilisées dans les applications embarquées. L’interface SPI permet de les contrôler à l’aide de 6 broches seulement et donne accès à une mémoire de grande capacité dans un petit boîtier avec un nombre de brioches réduit. Fonctionnant dans une plage de températures de -40 à +85 °C, elles conviennent aux applications embarquées grand public et industrielles. Fournisseur Toshiba Electronics Europe

SEPTEMBRE 2016ccN°990

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Produits cc mĂŠcanique

Colonne tĂŠlescopique de forte poussĂŠe

cc Hydraulique

Circulateurs optimisĂŠs ĂŠnergĂŠtiquement

Les performances ĂŠnergĂŠtiques des circulateurs Siriux et Priux, de la gamme Master, ont ĂŠtĂŠ amĂŠliorĂŠes afin de rĂŠpondre aux exigences de la seconde ĂŠtape de la directive europĂŠenne d’Êcoconception ErP (Energy related Products). Ces circulateurs prĂŠsentent un indice de performance ĂŠnergĂŠtique (EEI) Âą0,20, avec pompe simple, et Âą0,23, avec pompe double. Le Priux Master, qui accepte des fluides de -20 °C Ă +110 °C pour une tempĂŠrature ambiante de 20 °C Ă +40 °C, est destinĂŠ aux applications de chauffage, de ventilation et de climatisation. Le Siriux Master, caractĂŠrisĂŠ par son haut rendement, admet des fluides de -20 °C Ă +110 °C, quelle que soit la tempĂŠrature ambiante. Fournisseur Salmson

cc Pneumatique

Électrovanne proportionnelle de haute prÊcision

Grâce Ă sa prĂŠcision remarquable, hystĂŠrĂŠsis, linĂŠaritĂŠ et rĂŠpĂŠtabilitĂŠ de Âą 0,25 %, la Sentronic HD fournit une rĂŠgulation très fine de la pression. Cette vanne 3 voies se règle facilement grâce au logiciel DAs HD qui autorise la visualisation de toutes les variables du processus. Elle est dotĂŠe d’une interface Ethernet TCP/IP en adĂŠquation avec les exigences 4.0 de l’industrie. La Sentronic HD

La RK Powerlift M est une colonne tĂŠlescopique qui dĂŠlivre dĂŠsormais un effort de poussĂŠe de 3 000 N, pour un effort de traction de 1500 N. Elle s’intègre dans la gamme, en complĂŠment de la variante de 1500 N dĂŠjĂ existante. Grâce Ă la combinaison d’un effort de poussĂŠe et d’un couple ĂŠlevĂŠs (200 Nm dynamique / 400 Nm statique), la RK Powerlift M est une colonne puissante qui peut ĂŞtre mise en Ĺ“uvre dans de multiples applications. De forme compacte, ce modèle procure un fonctionnement discret. Elle est frĂŠquemment mise en Ĺ“uvre comme mono colonne, mais ĂŠgalement dans des systèmes Ă plusieurs colonnes (jusqu’à 16). Elle dispose de quatre rainures de fixation sur le profilĂŠ extĂŠrieur, et d’une course de 300 ou 400 mm (500 mm en version 1500 N). Sa vitesse de dĂŠplacement atteint jusqu’à 9 mm/s en charge nominale. Sa hauteur de montage est de 610 mm. La sĂŠrie est disponible une large gamme de produits standard. Fournisseur Phoenix Mecano

cc description

cc points forts

RĂŠfĂŠrence RK Powerlift M CaractĂŠristique Cette colonne

tÊlescopique permet de rÊgler en hauteur les postes de travail, elle dispose d’un effort de poussÊe de 3 000 N.

- Absorption de couples ĂŠlevĂŠs - Fonctionnement discret - Course 400 mm - Commande externe - Quatre rainures de fixation sur le profilĂŠ extĂŠrieur

D.R.

cc Composants mĂŠCaniques

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Produits

cc mĂŠcanique

Manettes indexables avec doigt d’appui

Conçues pour fixer des composants prĂŠsentant une surface fragile sans la marquer, ces manettes indexables sont ĂŠquipĂŠes d’un ĂŠlĂŠment d’appui Ă l’extrĂŠmitĂŠ du filetage. La version standard comporte un insert filetĂŠ en acier avec un ĂŠlĂŠment d’appui en laiton. Elle est disponible avec des filetages allant de M5 Ă M10, en finition brunie, dans des longueurs comprises entre 20 et 60 mm. Des versions spĂŠciales avec doigt ou bille en plastique sont ĂŠgalement proposĂŠes, d’autres suivront. La manette est en plastique renforcĂŠ de fibres de verre avec couronne dentĂŠe en zinc injectĂŠ haute pression. Enfin, les longueurs de filetage et les couleurs de la manette sont personnalisables. Fournisseur Kipp France

D.R.

Freins de sĂŠcuritĂŠ pour guidages sur rail

Ce système comprend un frein de sĂŠcuritĂŠ fiable et une unitĂŠ de blocage sans jeu pour les guidages sur rails profilĂŠs. Il stoppe le mouvement avec sĂťretĂŠ et rapiditĂŠ et freine les axes avec rigiditĂŠ et sans jeu pendant le fonctionnement. Les freins de sĂŠcuritĂŠ ÂŤROBA guidestopÂť fonctionnent selon le principe de sĂŠcuritĂŠ intĂŠgrĂŠe, lorsqu’ils sont fermĂŠs, le moteur est dĂŠconnectĂŠ. Des garnitures de friction

Fournisseur Mayr France

Accouplements Ă lamelles certifiĂŠs Atex

Les accouplements Ă lamelles Lovejoy se dĂŠclinent en 10 sĂŠries, avec des couples qui vont de 0,24 Ă 259 kNm. DiffĂŠrentes versions, des plus simples Ă celles Ă arbre intermĂŠdiaire ou Ă entretoises, sont disponibles. Les catĂŠgories suivantes sont certifiĂŠes Atex : Ex II 2 GD c 135 °C (T4) et Ex I M2 c pour des couples jusqu’à 259 kNm; ainsi que Ex II 2 GD c 100 °C (T5) et Ex I M2 c pour des couples jusqu’à 4,6 kNm. Une sĂŠrie Ă entretoises et bagues protectrices, conforme Ă la norme API 610, est dĂŠdiĂŠe Ă la pĂŠtrochimie. Tous ces robustes accouplements Ă lamelles fonctionnent pratiquement sans usure. Ils offrent une rĂŠsistance ĂŠlevĂŠe Ă la torsion et ne prĂŠsentent pas de jeu. Ils ne nĂŠcessitent aucun entretien et peuvent ĂŞtre contrĂ´lĂŠs sans dĂŠmontage. Fournisseur R+L Hydraulics

Les unitĂŠs de mesure système internAtionAL A A/m Bq °C C cd cd/m2 F h H Hz J K kg lm lx m m2 m3 m/s m/s2 min N nm Pa rad s ps T V VA W Wb â„Ś

ampère ampère par mètre becquerel degrÊ Celsius coulomb candela cd par mètre carrÊ farad heure henry hertz joule kelvin kilogramme lumen lux mètre mètre carrÊ mètre cube mètre par seconde m/s par seconde minute newton nanomètre pascal radian seconde picoseconde tesla volt voltampère watt weber ohm

Autres abrĂŠviations Ă… angstrĂśm atm atmosphère bar bar dB dĂŠcibel dpi point par pouce g gramme cal calorie ch cheval vapeur c/s cycle par seconde eV ĂŠlectronvolt Go giga-octet gr grade Kbit kilobit (1 Kbit=1 024 bits) km/h kilomètre par heure Ko kilo-octet kWh kilowattheure l litre Mo mĂŠga-octet Mx maxwell Po poise t tonne tr tour tr/min tour par minute

SEPTEMBRE 2016ccN°990

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Fournisseur Asco Numatics

sont pressĂŠes sur la ÂŤtailleÂť du rail profilĂŠ par des rondelles Belleville prĂŠcontraintes. Le frein est dĂŠbloquĂŠ par pression hydraulique nominale de 70 bar. Une valeur relativement faible compte tenu des forces de maintien ĂŠlevĂŠes requises pour d’autres solutions. Le mĂŠcanisme de freinage est conçu pour des courses relativement grandes. De ce fait, le frein peut compenser des tolĂŠrances d’usinage des rails profilĂŠs sans perte de puissance de freinage. Ils proposent huit nouvelles tailles, afin de couvrir des forces de maintien nominales comprises entre 5 et 34 kN.

ooo&d]k^]]k_jYh`aim]k&[ge

est adaptĂŠe aux applications de rĂŠgulation de pression très fine, en laboratoire ou dans l’industrie, ainsi qu’à la rĂŠgulation de dĂŠbit et Ă la mesure des fuites. Sa dynamique de rĂŠgulation permet aux applications exigeantes, comme le dĂŠbit en double boucle, d’atteindre rapidement la consigne de pression et de la maintenir de façon extrĂŞmement stable.

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Roger Guilard, professeur à l’université de Bourgogne

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CAHIER TECHNIQUE ccPAGE 57

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N°990ccSEPTEMBRE 2016

Date et signature (obligatoire)

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Nom / Prénom . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Société . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Activité . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Adresse . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Code Postal Ville . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Fonction / Service . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Tél. Mobile E-mail . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Indispensable pour recevoir le Fil d’Intelligence Technologique, les codes d’accès au site web et la newsletter (MAJUSCULES OBLIGATOIRES)

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cahier technique Roulements : mieux estimer leur durée de vie ccréalisé par

ccGuillermo e. moralesespejel

Scientifique en chef au centre d’ingénierie et de recherche SKf de nieuwegein (PayS-BaS) Professeur vacataire au Laboratoire de mécanique des contacts et des structures (Lamcos) de l’Insa de Lyon, il est l’auteur de plus de 50 articles scientifiques sur la durée de vie des roulements, la friction et la lubrification.

ccantonio Gabelli

ingénieur au centre de recherche de SKf de nieuwegein

réa ; D. r.

Il mène des recherches sur la tribologie et la fatigue de contact depuis 1981.

eader du marché des roulements, SKF s’est toujours impliqué dans les recherches pour optimiser le calcul de la durée de vie de ces composants mécaniques. Les travaux menés dans ses laboratoires ont largement été adoptés, au point de devenir des normes Iso. Lors de la Foire de Hanovre 2015, SKF a présenté un nouveau modèle de calcul de la durée de vie des roulements, le Generalized Bearing Life Model (GBLM) ou le Modèle général de la durée du roulement. Celui-ci tient compte des dommages de surface à l’origine de 85% des avaries, ce qui n’était pas le cas des modèles précédents. Cette modélisation permettra d’optimiser l’adéquation entre roulements et applications pour allonger la durée de service des machines. cm

L

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59

cahier technique

Fig. 2

La modélisation GBLM

L’avancée des recherches sur l’étude des frottements, ou tribologie, permet de mieux cerner les phénomènes se passant à la surface des zones de contact dans les roulements. Leur mise en équations permet de les intégrer dans un nouveau modèle de calcul de la durée de vie. Il va permettre d’optimiser la conception des roulements et celle des équipements les intégrant.

usqu’à une date récente, l’estimation de la durée de vie des roulements reposait sur des modèles de calcul basés sur une contrainte équivalente, induite sous la surface de contact entre les éléments roulants et la bague du roulement (Fig. 1), appliquée au volume de contraintes du contact de roulement. Au fil des années, la fatigue initiée en surface, notamment par une lubrification médiocre ou contaminée, a été intégrée au calcul de la durée de vie des roulements. La solution proposée par SKF avec le Generalized Bearing Life Model (GBLM) propose, elle, une approche

J

F. rOBert

GBLM : un modèle de calcul exhaustif

Les contraintes de surface représentent environ 85% des avaries, contre 15% seulement pour les dommages initiés en sous-couche. Or les méthodes de calcul traditionnelles ne prenaient en compte que la sous-couche dans le calcul de la durée de vie du roulement (L10). Le calcul de la durée de vie par la méthode GBLM (L10GM), grâce aux progrès de la tribologie, tient compte à la fois des phénomènes en sous-couche et de ceux intervenant en surface dans les contacts roulants au sein du roulement.

générale de la durée du contact de roulement, qui consiste à représenter explicitement l’altération de surface dans les équations de fatigue de base des contacts de roulement (Fig. 2). Cette nouvelle formulation permet une meilleure prise en compte de la tribologie des roulements dans les calculs de durée de vie. De plus, elle permet de mieux connaître la résistance de la surface, qui joue un rôle prépondérant dans les performances du roulement sur le terrain.

Fig. 1 Bague extérieure éléments roulants Bague intérieure

Cage Joints d’étanchéité

Quel que soit le type de roulement pour charge radiale, on retrouve les mêmes composants principaux: les bagues intérieures et extérieures entre lesquelles circulent les éléments roulants. en revanche, il peut y avoir des variantes au niveau des options comme ici avec l’étanchéité. Les contraintes s’appliquent à la fois au niveau du contact entre la bague et les éléments roulants (contraintes en surface) et en dessous (contraintes en sous-couche).

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N°990ccSEPTEMBRE 2016

1. histOrique Le besoin d’une modélisation plus performante Correctement utilisés et lubrifiés, les roulements modernes sont de plus en plus fiables. Ces progrès s’expliquent par la mise en œuvre de bonnes pratiques et par une bonne connaissance des mécanismes classiques de fatigue des contacts de roulement. L’amélioration de la pureté des matériaux et de la qualité de fabrication, combinée à des méthodes de calcul de durée fiables, ont permis ces progrès. Cependant, les tendances du secteur de la mécanique à la compacité et à l’augmentation des rendements continuent de soumettre les roulements, et en particulier leurs surfaces de contact, à des conditions toujours plus sévères, ce qui explique que la plupart des défaillances de roulements soient liées à la surface. Pour éviter que les roulements ne deviennent un frein à l’amélioration des perfor-

D.r.

Les composantes d’un roulement

Les rOuLements

Fig. 3

F. rOBert

Évolution des formules de calcul des roulements Les formules de calcul de durée de vie (L10) des roulements établies en 1947 par arvid Palmgren & Gustaf Lundberg et en 1989 par eustathios Ioannides & tedric Harris, qui ont donné lieu à deux normes Iso, ne tenaient compte que des phénomènes de sous-couche avec la charge dynamique de base (C), la charge dynamique équivalente (P), un coefficient lié au type de roulement (p) et un facteur lié à la lubrification (askf). La modélisation GBLM, elle, comporte deux membres tenant compte, pour le premier, des phénomènes de sous-couche (fatigue par contact roulant hertzien) et, pour le second, des phénomènes de surface (modèles tribologiques). elle a été établie par Guillermo Morales & antonio Gabelli.

mances des machines modernes, une meilleure prise en compte de la tribologie des surfaces de roulement par rapport aux performances des roulements est nécessaire. Au cours de la dernière décennie, SKF a réalisé des progrès importants dans le domaine de la modélisation de la durée des surfaces. L’intégration de ces connaissances dans le calcul de la durée des roulements s’est finalement concrétisée avec l’introduction du GBLM, qui distingue la surface de contact entre l’élément roulant et les bagues du roulement d’une zone appelée sous-couche, située dans la bague, en dessous de l’élément roulant. Des modèles physiques différents peuvent ainsi être appliqués à ces deux zones. La fatigue en sous-couche du contact de roulement peut être traitée selon la méthode habituelle en appliquant le modèle classique de capacité dynamique développé dès 1947 par Gustaf Lundberg et Arvid Palmgren, tandis que le traitement des phénomènes en surface nécessite des modèles tribologiques plus sophistiqués qui tiennent compte des interactions physiques complexes qui s’opèrent dans les contacts hertziens (voir vocabulaire) à forte concentration de contraintes : la lubrification, le frottement, l’usure, la fatigue ou le rodage.

cc CE QU’IL FAUT RETENIR

cLe modèle GBLM fait une distinction nette entre la surface de contact entre les éléments roulants et les bagues du roulement d’une part et la sous-couche, située en-dessous, d’autre part. cIl représente ainsi une manière plus flexible d’exprimer la durée de vie d’un roulement. cCe modèle évolutif permet d’intégrer facilement de nouvelles connaissances issues de l’utilisation de modèles tribologiques numériques de pointe.

Le GBLM permet à SKF, dans ses prédictions de la durée de vie des roulements, de mieux refléter les conceptions plus personnalisées présentant des caractéristiques spécifiques susceptibles d’influer sur les performances des roulements sur le terrain. Citons par exemple les roulements soumis à un traitement thermique spécifique ou qui présentent une micro-géométrie améliorée ou encore une conception ou une qualité particulière (Fig. 3). Ainsi les clients de SKF pourront bénéficier de différentes caractéristiques exclusives et les intégrer dans leurs calculs de durée nominale. À terme, les clients seront en mesure de mieux exploiter les caractéristiques et la qualité des produits qui ne peuvent être uniquement représentées de manière satisfaisante par une unique charge dynamique de base, notée C (voir vocabulaire) comme cela se pratiquait jusqu’à maintenant. La possibilité offerte par cette nouvelle approche de traiter spécifiquement les mécanismes de dégradation et la tribologie de la surface des pistes permettra d’utiliser la version plus aboutie du GBLM pour le développement de roulements. Les ingénieurs SKF utiliseront le GBLM pour développer des roulements de conception améliorée destinés à des applications spéciales ou à des exigences de performances particulières sur le terrain. En somme, le GBLM constitue un outil moderne et flexible d’évaluation des performances des roulements pouvant intégrer de nouvelles connaissances et technologies au fil de leur développement (Fig. 4).

D.r.

Les principaux types de roulements radiaux

Qu’il s’agisse de roulements à billes ou à rouleaux cylindriques, coniques ou sphériques, à une ou deux rangées, et que le contact soit droit, oblique ou à rotule, tous les roulements pour charge radiale présentent une architecture similaire.

SEPTEMBRE 2016ccN°990

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cahier technique

2. triBOLOGie Une équation pour modéliser sous-couche et surface Le modèle GBLM conserve la démarche probabiliste normalisée utilisée jusqu’ici dans les calculs de durée nominale des roulements et qui repose sur une distribution dite de Weibull à deux paramètres. Le mathématicien Ernst Hjalmar Waloddi Weibull, avec sa théorie du maillon le plus faible, a introduit des notions stochastiques dans la détermination de la résistance à la rupture d’éléments structurels. Pour une structure constituée de n éléments soumis à différents états de contraintes et présentant par conséquent des probabilités de survie S1, S2 … Sn différentes d’après la loi de fiabilité, la probabilité de survie de la structure globale est donnée par l’équation 1 (Fig. 5). Lundberg et Palmgren, dans leur formule classique de la charge dynamique de base des roulements, ont appliqué la loi de fiabilité de Weibull (équation 1), pour déterminer la fonction de survie d’une structure constituée de n éléments physiques indépendants tenant compte du processus de dégradation qui s’opère de 0 à N cycles de charge, c’est l’équation 2 (Fig. 5). Fig. 4

Durée de vie d’un réducteur industriel roulements côté a

arbre d’entrée (faible couple, grande vitesse)

arbre intermédiaire arbre de sortie

roulements côté B

(fort couple, faible vitesse)

Dans le cas de ce réducteur à arbres parallèles et engrenages hélicoïdaux, le cacul de la durée de vie donne des résultats différents selon la formule de calcul utilisée. Le recours à la formule énoncée en 1947 ( ISO 281 en 1962) donne un résultat trop optimiste tandis que la formule de 1989 (ISO 281 en 2007), qui tient compte de la lubrification via le coefficient askf s’avère trop pessimiste. La durée donnée par le GBLM, qui tient compte des spécificités de conception et de fabrication propres à chaque roulement, est très proche des valeurs constatées sur le terrain. Capacité de charge dynamique C (kN)

Durée de vie Iso 1962 L10h (heures)

Coef. askf

Durée de vie modifiée Iso 2007 L10mh (heures)

Facteur de risque de surface Rs

Modèle généralisé de durée de vie SKF GLMB L10GMh (heures)

Arbre intermédiaire Roulement A

490

52 000

0,4

20 500

0,98

23 500

Arbre intermédiaire Roulement B

490

24 000

0,35

8 500

0,97

9 500

Arbre de sortie Roulement A

430

183 000

0,15

29 800

1

34 500

Arbre de sortie Roulement B

355

60 500

0,14

8 500

0,99

10 000

Position

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N°990ccSEPTEMBRE 2016

D.r.

Le volume V où s’appliquent les contraintes en sous-couche peut être concerné par plusieurs sources indépendantes de risques de dommages pour la structure, G représentant alors une fonction de la dégradation du matériau tenant compte de l’effet de l’accumulation des cycles de charge (fatigue). Ainsi, différentes régions peuvent être caractérisées par différentes fonctions de dégradation du matériau décrivant un ou plusieurs processus de dégradation Gv.1, Gv.2… Gv.n. Leur effet combiné sur la survie de la structure complète peut être exprimé à l’aide de l’équation 2. Maintenant, si l’on ne considère que deux régions, l’une correspondant à la sous-couche (région v) et l’autre, à la surface (région s), on aboutit à l’équation 3 (Fig. 5). L’intégrale du volume d’altération de surface peut alors être obtenue à partir de l’amplitude de contrainte σv correspondant au champ de contraintes hertzien, c’est l’équation 4 (Fig. 5). Dans celle-ci, c et h sont des exposants, e représente la pente de la courbe de Weibull pour la région en sous-couche, N est la durée du contact en nombre de cycles de charge, z représente la profondeur d’analyse, Vv correspond au volume d’intégration et σu.v à la limite de fatigue pour ce volume, et a est une constante de normalisation. La fonction de l’altération de surface peut être réécrite de la même manière. Si la constante h^ est comprise dans la constante de proportionnalité de l’altération de surface B , on obtient l’équation 5 (Fig. 5). Dans cette équation, m représente la pente de la courbe de Weibull pour la surface, a correspond à la surface d’intégration, σu.v à la limite de fatigue pour cette surface et B est une constante de normalisation. Dans la fonction de l’altération de surface, les contraintes en surface σs doivent être déterminées à partir de la géométrie de surface réelle du contact et des contraintes de frottement. Maintenant, en combinant les équations 4 et 5 avec la 3, on obtient une équation de durée du contact avec des termes séparés pour la surface et la sous-couche. Il est à noter que la durée de service en nombre de tours peut être reliée au nombre de cycles de charge par L = N/u où u est le nombre de cycles de charge par tour et en considérant que les deux pentes des courbes de Weibull sont très similaires, autrement dit que e = m, ce qui est le cas

Les rOuLements

Fig. 6

Prédiction des altérations de surface des modes de défaillance en surface pertinents pour les roulements, ce qui nous conduit à l’équation 6 (Fig. 5). C’est là la base d’un modèle de durée des roulements qui fait la distinction entre surface et sous-couche. La partie correspondant à la sous-couche, représentée par l’intégrale du volume, peut être résolue en utilisant les techniques classiques relatives à la fatigue des contacts de roulement hertziens. Cependant, le terme de la surface, représenté par l’intégrale de l’aire, permet désormais d’intégrer constamment dans le modèle de nombreux phénomènes tribologiques liés à la résistance de la surface des pistes. Bien sûr, ce développement passe nécessairement par des modèles numériques pointus. En effet, il est nécessaire de représenter les interactions complexes des mécanismes de dégradation en concurrence. Par exemple : fatigue en surface combinée à une usure douce, évolution de la détérioration par indentation ou interactions tribo-chimiques, entre autres. Fig. 5

La tribologie en équations

Équation 1: Loi de fiabilité de Weibull

Équation 2: Fonction de survie d’une structure à n éléments physiques indépendants où le processus de dégradation s’opère de 0 à N cycles de charge.

Équation 3: Fonction de survie tenant compte de l’expression de la dégradation en sous-couche v et en surface s

Équation 4: Intégrale du volume d’altération de surface

Équation 5: Fonction de l’altération de surface

D.r.

F. rOBert

Équation 6: équation de durée du contact avec des termes séparés pour la surface et la sous-couche

Équation 7: risque théorique de dommage de la surface par micropiqûres dans les contacts roulants

Équation 8: risque en surface normalisé

résultats de la simulation numérique résultats expérimentaux Les résultats fournis par la simulation numérique sont comparés aux résultats expérimentaux tirés d’essais réalisés dans des conditions identiques. La corrélation est flagrante.

Un modèle numérique d’altération de la surface, qui combine fatigue et usure douce, et qui nécessite comme données d’entrée des cartes numériques de rugosité des surfaces de contact, résout le problème de la lubrification élasto-hydrodynamique qui se produit dans les contacts soumis à un effet de poinçonnement, avec des pressions locales très élevées, que l’on rencontre dans les roulements et les engrenages. Au voisinage de ces contacts hertziens, la déformation élastique locale modifie la géométrie des pièces. L’équilibre hydrodynamique du film d’huile est alors régi par l’équation de Reynolds, mais également par la piézoviscosité de l’huile et par la théorie de Hertz. Le calcul est réalisé par itérations sur la base des pressions et contraintes calculées. Le modèle de calcul applique un critère d’altération et un modèle d’usure pour actualiser la topographie de la surface et passer à l’étape suivante de calcul, jusqu’à ce qu’un cycle complet de charge en roulement ait été effectué. Ce processus numérique est répété des millions de fois pour tous les points de calcul sur la surface. On obtient ainsi une simulation satisfaisante des phénomènes physiques du processus d’accumulation de l’usure/dommages par fatigue sur la surface des pistes pour un nombre de tours donné (Fig. 6). Pour illustrer la flexibilité du GBLM, où il est possible d’intégrer les résultats d’autres modèles d’altération de surface avancés, on s’intéressera uniquement, et ce dans un souci de clarté, au modèle d’altération de surface par micropiqûres dans les contacts roulants. Ce modèle a été utilisé dans le cadre d’une étude paramétrique basée sur différentes conditions de service, la rugosité de roulements de différents types et dimensions, et différents régimes de lubrification et niveaux de contamination. Cette étude paramétrique a permis de normaliser l’intégrale de la fatigue en surface et d’ajuster sa courbe à la fonction suivante basée sur les paramètres des roulements, c’est l’équation 7 (Fig. 5). Ici f1, f2 … f5 sont des constantes, P correspond à la charge dynamique équivalente et Pu à la limite de fatigue du roulement. Le paramètre Rs représente le risque théorique de dommages de la surface, autrement dit, une mesure des contraintes qui s’exercent sur les surfaces de roulement. L’utilisation d’un modèle d’altération de surface avancé SEPTEMBRE 2016ccN°990

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cahier technique Les rOuLements

Fig. 7

F. rOBert

Évaluation du risque de fatigue pour la surface

Le risque de fatigue de la surface du roulement dépend fortement des conditions de charge et de lubrification/contamination du roulement. C’est ce qu’exprime le réseau de courbes roses, établies à l’aide de la formule de 1989 (modified life model), qui permet de prendre en compte la lubrification.

permet de tenir compte des différentes conditions de lubrification et contamination du roulement et de déterminer leurs effets sur la probabilité de survie de la surface. De cette manière, en introduisant le paramètre η = ηb ηc (pour indiquer le risque plus ou moins élevé d’interaction de surface), on obtient une représentation de l’équation 7 en fonction de la charge équivalente non dimensionnelle Pu/P pour un type de roulement donné (Fig. 7).

3. PerFOrmances Intégrer les critères propres à chaque roulement Les caractéristiques de conception propres à chaque roulement peuvent aussi être prises en compte dans le GBLM en utilisant la méthodologie présentée ci-dessus pour déterminer des « facteurs de performances » spécialement élaborés. Ces facteurs peuvent être développés afin de mieux tenir compte des performances liées à certaines caractéristiques de conception et à des conditions de service spécifiques. Ils s’appliquent généralement aux performances de la surface résultant par exemple de traitements thermiques ou matériaux novateurs visant à améliorer la dureté des pistes, de l’application d’un revêtement, de l’introduction d’une microgéométrie améliorée des pistes ou encore d’un fini de surface de qualité supérieure. Cependant, l’utilisation de facteurs de performances spécifiques pourrait à l’avenir s’étendre également à la zone en souscouche, voire à des aspects particuliers relatifs à la lubrification. En fait, la structure du GBLM permet d’intégrer en continu de nouvelles technologies et connaissances relatives aux roulements et à leurs performances à mesure qu’elles apparaissent.

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N°990ccSEPTEMBRE 2016

En guise d’exemple de facteur de performance lié à la probabilité de survie de la surface des pistes, nous nous intéresserons à l’introduction de pistes de dureté supérieure, autrement dit offrant une meilleure résistance à l’usure et à la contamination, notamment sous un régime de lubrification maigre. La connaissance des performances supérieures escomptées concernant la résistance de la surface peut être intégrée à l’équation 7, en utilisant un facteur de performance qui réduit la valeur du risque de dommages en surface (Fig. 8). Il convient de noter que, dans ce cas particulier, le facteur de performance a été développé pour cibler uniquement une partie des conditions de service du roulement. Comme on le voit, la réduction la plus significative du risque de dommages en surface coïncide avec la zone de risque élevé pour la surface ; étant donné que le paramètre η augmente et que le risque diminue, l’influence du facteur de performance est également réduite. Cet exemple illustre parfaitement la capacité du facteur de performance du GBLM à cibler spécifiquement, parmi les conditions de service du roulement, des conditions de lubrification médiocre ou de forte contamination, qui sont les conditions dans lesquelles la réduction la plus significative du risque pour la survie de la surface est attendue. Étant donné que le GBLM est capable de séparer les termes relatifs à la résistance de la surface et à celle de la sous-couche, il est possible d’évaluer l’impact de chacun sur la performance dynamique globale du roulement. Par exemple, en introduisant : l’intégrale normalisée de la surface ou le risque de dommages en surface Rs ; l’intégrale normalisée des contraintes en sous-couche ou le risque de dommages en sous-couche Rss ; le facteur d’échelle c, on peut alors déterminer le risque en surface normalisé SR à partir de l’équation 8 (Fig. 5). Ce paramètre peut varier entre 0 et 1. Lorsqu’il est proche de 1, la fatigue en surface est prédominante par rapport à la fatigue en sous-couche, et inversement lorsqu’il est proche de 0. Il s’agit d’un paramètre important pour déterminer la zone de contraintes du roulement exposée au risque le plus élevé. Grâce à ces informations, les ingénieurs d’application comme les utilisateurs peuvent envisager des mesures correctives pour optimiser les performances du roulement et réduire les coûts. Dans des conditions de service similaires, le GBLM fournit des résultats conformes à ceux obtenus avec le modèle actuel de calcul de la durée nominale de SKF ainsi que, dans une large mesure, avec les modèles de calcul de durée Iso 281. Cela vient du fait que le GBLM a été validé par rapport à la vaste base de données de résultats d’essais d’endurance établie par SKF. Cette base de données est constamment enrichie et actualisée afin de suivre les avancées de la technologie des roulements. L’introduction de facteurs de performances est susceptible de modifier la prévision de durée. Il s’agit d’une conséquence des modifications de performances permises par

Fig. 8

Influence des facteurs de performance

F. rOBert

Un traitement thermique amĂŠliorant la duretĂŠ de la surface des pistes, l’introduction d’une micro-gĂŠomĂŠtrie amĂŠliorĂŠe des pistes ou encore d’un fini de surface de qualitĂŠ supĂŠrieure sont des facteurs de performance rĂŠduisant le risque de dĂŠgradation de surface, ce que traduit la migration de chaque courbe rose vers les pointillĂŠs associĂŠs, calculĂŠs grâce au modèle GBLM. On peut ainsi mieux tenir compte des spĂŠcificitĂŠs propres Ă chaque roulement.

les nouvelles caractÊristiques de conception des roulements, lesquelles transparaissent dÊsormais dans la durÊe de vie thÊorique. Dans tous les cas, SKF veille à ce que les modifications de performances des roulements s’appuient sur des essais d’endurance correctement rÊalisÊs.

4. intÉrĂŠt Du GBLm Optimiser les performances des montages de roulements Les utilisateurs peuvent tirer des avantages significatifs de l’introduction du GBLM. En effet, le calcul des performances d’endurance attendues du roulement sera enrichi par des connaissances sur le risque pour la surface au sein de l’application. Si les conditions d’application du roulement induisent un risque principalement pour la surface, il est possible d’Êvaluer l’effet de mesures correctives. En d’autres termes, le GBLM peut ĂŞtre utilisĂŠ comme outil de diagnostic pour amĂŠliorer les performances du roulement sur le terrain en rĂŠduisant les dĂŠfaillances liĂŠes Ă la fatigue en surface. En règle gĂŠnĂŠrale, le choix d’un roulement de dimensions et de charge dynamique supĂŠrieures ne permet pas de remĂŠdier Ă un risque ĂŠlevĂŠ pour la surface, induit par une diminution de la qualitĂŠ de lubrification et une augmentation de la contamination. Ceci peut ĂŞtre vĂŠrifiĂŠ par l’analyse de l’effet d’une augmentation de la capacitĂŠ de charge et de la dimension du roulement sur le risque en surface normalisĂŠ. Le GBLM offre ainsi aux utilisateurs la possibilitĂŠ de prendre des dĂŠcisions plus ĂŠclairĂŠes concernant le choix du roulement, des pièces adjacentes et du système de lubrification, afin d’optimiser les performances de leur système et d’en rĂŠduire le coĂťt global. cm SEPTEMBRE 2016ccN°990

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cahier technique Les rOuLements

POUR ALLER PLUS LOIN Bibliographie La référence

S’il est bien un livre de référence dans le domaine du calcul de la durée de vie des roulements c’est le « Palmgren », plus exactement le livre Dynamic capacity of roller bearings, écrit en 1947 par Arvid Palmgren, chercheur chez SKF, et le professeur Gustaf Lundberg. Ils développaient dans la modélisation qu’ils mettaient en avant des phénomènes agissant sur la durée de vie du roulement et proposaient une formule de calcul simplifiée, permettant de déterminer les dimensions des montages de roulements à partir de la charge. C’était le premier ouvrage de fond sur les roulements et il devint rapidement une référence pour tous les utilisateurs. Il a été traduit dans de multiples langues, dont le français (Les roulements : description, théorie, applications), et réactualisé à de multiples reprises. Des millions d’ingénieurs à travers le monde ont dimensionné leurs montages de roulements grâce à cet ouvrage. cm

Vocabulaire professionnel c

DURÉE NOMINALE

c

CHARGE DYNAMIQUE DE BASE Charge pour laquelle la

durée nominale calculée de la population de roulements correspond à un million de tours avec une fiabilité de 90 %.

Sur le Net Le site des roulements

Si vous cherchez des informations sur les roulements sur Internet, une seule adresse www.Bearing-News.com. Ce portail web, adossé à un magazine, fournit toutes les informations sur les roulements et plus généralement l’industrie des transmissions mécaniques de puissance. On y retrouve toutes les nouvelles en provenance des fournisseurs, des actualités sur le marché et les recherches, ainsi qu’un agenda de toutes les manifestations dans ce secteur. Il est disponible en 7 langues (anglais, allemand, russe, espagnol, turc, portugais et néerlandais), mais malheureusement pas en français. cm

c

CHARGE DYNAMIQUE ÉQUIVALENTE Charge fictive,

constante en intensité et direction, agissant de manière radiale pour les roulements radiaux ou axiale et centrée pour les butées.

c

SURFACE DE CONTACT

c

CONTACT HERTZIEN Contact

c

CONTACT ROULANT HERTZIEN Dans les roulements,

Événement Un congrès spécialisé

Pour la première fois cette année le syndicat des transmissions allemand (FAV) a organisé la conférence internationale Bearing World, qui a réuni à Hanovre les 12 et 13 avril plus de 200 spécialistes en provenance de 11 pays. Devant ce succès, une seconde édition est déjà prévue à une date qui reste encore à fixer. cm

Durée de service en nombre de tours ou d’heures de fonctionnement, atteinte ou dépassée par 90 % d’un échantillon représentatif de roulements identiques, avant que n’apparaisse le premier signe de fatigue du métal sur une piste de bagues ou un élément roulant.

Zone des bagues et des éléments roulants entrant en contact lors du fonctionnement. décrit par Heinrich rudolf Hertz se référant aux contraintes localisées qui se développent lorsque deux surfaces courbes viennent en contact et se déforment légèrement sous l’action des forces appliquées.

ces contraintes sont cycliques. elles entraînent une fatigue du matériau. c

Durée de vie optimisée Retrouvez dans cette vidéo les responsables R&D de SKF en France qui exposent comment le GBLM permet de mieux adapter les roulements à l’application qu’ils doivent servir. GBLM

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N°990ccSEPTEMBRE 2016

industrie-techno.com

FATIGUE La variation cyclique

des contraintes modifie les propriétés locales d’un matériau, pouvant entraîner l’apparition de fissures sous la surface puis conduire à la ruine de la structure. La valeur limite de cette variation peut être bien inférieure à la limite d’élasticité du matériau.

D.r.

Vidéo

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LA MÉCANIQUE DES

RÊV

E

S

c LA DÉMARCHE Marier

l’animal et la machine

c L’OUTIL TECHNO Un mélange

de mécanique, d’électronique et de robotique c L’ACTU L’exposition Persona, étrangement humain, jusqu’au 13 novembre 2016 au musée du quai Branly

Biomimétisme Des sculptures aux frontières du vivant En combinant des éléments issus du monde vivant, ou qui l’évoquent fortement, avec des dispositifs technologiques variés, l’artiste néerlandais Christiaan Zwanikken crée des sculptures hybrides, qui prêtent à sourire et à s’interroger. Certaines de ses œuvres sont à découvrir en ce moment à Paris.

Vidéos

D

es pièces mécaniques, des capteurs électroniques, des microcontrôleurs, des membres robotisés en mouvement et des morceaux de squelette, des plumes, des cornes, des dents, des yeux, des becs…Tels sont les matériaux qu’utilise l’artiste néerlandais Christiaan Zwanikken, dont certaines sculptures cinétiques sont exposées en ce moment au musée du Quai Branly dans le cadre de l’exposition Persona, étrangement humain. L’homme mêle allègrement biologie et technologie pour explorer avec humour la relation entre l’humain, la nature et la technologie et naviguer aux frontières de l’animé et de l’inanimé. Ses créatures semblent appartenir à des espèces animales inconnues, et pourtant étrangement familières. Les surprenants robots qu’il imagine parlent, ou plutôt émettent des borborygmes ou s’expriment dans un langage artificiel dont on ne reconnaît que des bribes. cm

Retrouvez l’étonnant univers de Christiaan Zwanikken sur notre site Internet Zwanikken

Retrouvez chaque semaine notre rubrique « La mécanique des rêves » sur notre site web

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www.industrie-techno.com

D.R.

cc MURIEL DE VÉRICOURT, GÉRARD QUÉVRIN redaction@industrie-technologies.com

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