IT 981

LES ENJEUX DE LA CYBERSÉCURITÉ INDUSTRIELLE DÉCRYPTÉS SUR NOTRE SITE

N°981ccNOVEMBRE 2015- 16,50

www.industrie-techno.com

BIOPRODUCTION

LES MÉDICAMENTS À L’ÈRE DU SUR-MESURE ccPAGE 24

UN HOMME, UNE TECHNO ccPAGE 4

Il a donné naissance à la technologie NFC Philippe Maugars, fondateur de PM Compagny

CAHIER TECHNIQUE ccPAGE 57

Des super-calculateurs pour optimiser la matière Le calcul intensif au service de la mécanique

Fait pour un environnement rude et difficile

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FUJITSU STYLISTIC V535 Votre équipement est-il suffisamment robuste et rapide pour maîtriser votre logistique ?

Dans un entrepôt, les outils automatisés doivent faire face à des conditions hostiles (exposition à la poussière, chocs, chutes, ...) tout en restant connecté. La tablette Fujitsu STYLISTIC V535 est un outil à l’aise dans les environnements difficiles. Grâce à son lecteur NFC ou à son scanner 2D, vous pouvez l’utiliser pour scanner des produits, lire des informations de suivi et tirer pleinement profit des technologies de gestion de commandes de nouvelle génération pour améliorer la rapidité, la précision et la productivité de la chaîne logistique.

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Contactez-nous par téléphone au +33 (1) 4197-5598 Ou par email : hind.nefari@ts.fujitsu.com © Copyright 2015 Fujitsu Technology Solutions. Fujitsu, le logo Fujitsu et le nom de marque Fujitsu sont des marques commerciales ou des marques déposées de Fujitsu Limited au Japon et dans d‘autres pays. Les autres noms de sociétés, de produits et de services peuvent être des marques commerciales ou des marques déposées de leurs propriétaires respectifs dont l‘utilisation par des tiers à leurs propres fins peut enfreindre les droits de ces propriétaires. Les données techniques sont sujettes à modification et la livraison sous réserve de disponibilité. Toute responsabilité sur le fait que les données et les illustrations soient complètes, réelles ou correctes est exclue. *L’appareil que vous achetez est livré avec Windows 8.1 préinstallé. Quelques fonctionnalités Windows 10 ne seront pas disponibles.

Pour connaitre toutes les fonctionnalités Windows 10 disponibles, consultez : www.windows.com/windows10specs

www.industrie-techno.com

EDITO

Quand la Chine devient colbertiste

ccJEAN-FRANÇOIS PREVÉRAUD RÉDACTEUR EN CHEF ADJOINT

BRUNO LEVY POUR IT

jfpreveraud@industrie-technologies.com

Depuis des décennies, voire des siècles, l’innovation est présentée comme le moyen de pérenniser des activités industrielles. C’est ce que rappelait mi-octobre Pierre-André de Chalendar, PDG de Saint-Gobain, lors de l’inauguration de l’exposition Histoire de sensations, qui s’est tenue place de la Concorde pour célébrer les 350 ans de l’entreprise.

Mais il a rappelé que s’il était indispensable d’innover dans les produits, ainsi que dans les moyens et les process nécessaires à leur production, cela n’était pas suffisant. Il faut que l’entreprise sache aussi se métamorphoser pour s’adapter à l’évolution de l’écosystème dans lequel elle évolue, tant au niveau technique, qu’économique ou géopolitique.

Ainsi, la Manufacture royale des glaces de miroirs, qui a vu le jour en 1665 à l’initiative de Jean-Baptiste Colbert, pour contrer la mainmise des Vénitiens sur les miroirs de qualité de grande taille, a été soutenue à ses débuts par l’État grâce à des commandes et à l’octroi d’un monopole.

Elle a su perdurer grâce à l’imagination de ses maîtres verriers, mais également grâce aux financiers qui ont investi et aux diri- Un plan quinquénal geants qui l’on diversifiée. de 20 milliards Un « colbertisme » d’État aujourd’hui abondé de près de 100 milliards bien compris par la Chine. Ce pays, pour l’électronique chinoise. qui est le plus gros consommateur mondial de semi-conducteurs, a annoncé il y a peu un plan quinquennal de 20 milliards de dollars pour développer de 20 % chaque année son industrie du semi-conducteur, à la fois de manière organique et via des acquisitions à l’étranger.

Un plan qui va être très fortement soutenu par des investisseurs privés qui apporteront dans le même temps 97 milliards de dollars. Une manne qui renforcera la mainmise des chinois sur le secteur clé de l’électronique.

L’innovation sera-t-elle alors suffisante pour sauver l’électronique occidentale ? cm

NOVEMBRE 2015ccN°981

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UN HOMME, UNE TECHNO

Il a donné naissance à la technologie NFC Au sein d’une filiale de Philips, Philippe Maugars a posé les premiers fondements du système de communication sans contact en champ proche, le NFC. Désormais entrepreneur, il s’intéresse aux habitats intelligents et plus spécifiquement aux luminaires… commandés par NFC.

ans cet homme, la NFC (pour near field communication) n’aurait peut-être pas existé. Philippe Maugars a jeté, il y a plus de dix ans, les bases de cette technologie de communication sans fil à courte portée, qui équipe de plus en plus nos smartphones et cartes à puce. L’homme a déposé une trentaine de brevets sur le sujet, dont six, fondamentaux, pour le compte de Philips, en 2002.

C’est dans une des filières du géant de l’électronique, NXP Semiconductors, que l’ancien professeur de mathématiques a fait ses débuts. Il travaillait alors sur différentes technologies dont le régulateur de moteur électrique, le premier téléphone sans fil, les circuits radiofréquence infrarouges ou encore le lecteur de carte à puce.

Le début de l’aventure sans contact commence, dans les années 2000 quand Philips décide de faire travailler ensemble deux entités: l’une, en Autriche, est spécialiste de la technologie RFID (identification par

S

radio fréquence) et du sans contact, l’autre, à Caen – celle de Philippe Maugars – travaille sur les cartes à puces. cc Miniaturiser

après le premier prototype de démonstration

« Nous nous sommes rendu compte que nos expertises complémentaires permettraient d’aller beaucoup plus loin dans tout ce qui est carte à puce sans contact. » Aller plus loin ? Faire en sorte qu’un appareil puisse, selon les circonstances, se comporter soit comme une carte, soit comme un lecteur. Car la RFID dans les années 2000, c’était «une petite puce et un gros lecteur ». L’homme s’investit sans compter pour faire avancer la technologie.

Ses idées brevetées et co-brevetées avec son homologue autrichien Franz Amtmann, ont été récompensées en juin 2015 par le Prix de l’inventeur européen, dans la catégorie industrie.

Peut-on alors le désigner comme le père français de la NFC ? Un air amusé se dessine sur son visage. Sa moustache se sou-

cc Un cocktail d’innovations La technologie NFC ? C’est une série d’innovations qui a permis son développement actuel. On peut les résumer en cinq points.

Un émetteur / récepteur à 13,56 MHz intégrable dans un appareil mobile. Un système de codage/décodage, modulation/démodulation compatible avec les systèmes RFID supportés par NFC (Iso14443A/B et Felica) et un algorithme d’arbitrage entre les différents modes de fonctionnement (lecteur, carte, pair à pair). Un étage émetteur de puissance RF adapté aux produits mobiles, comprenant des dispositifs de conversion de puissance évitant des opérations éventuelles de piratage. Un dispositif pour achever le transfert de données sécurisées en cas de détection d’un risque que la batterie de l’appareil flanche. Et enfin une méthode permettant de partager l’utilisation du crypto-contrôleur d’une carte à puce entre l’application SIM d’un téléphone mobile ou SAM d’un terminal bancaire et une application NFC sécurisée.

N°981ccNOVEMBRE 2015

lève, laissant apparaître un large sourire. « Est-ce que l’on peut dire père ou grandpère ? Je ne sais pas… » Car depuis, la technologie a fait son petit bonhomme de chemin. De nombreux acteurs ont contribué à son développement, même si, de fait, « sans les idées fondamentales du début, la NFC n’aurait pas vu le jour ».

Sans Philips et Sony non plus. L’entreprise nippone a largement aidé les deux équipes à développer leurs premières puces. « Sony avait déjà des applications assez précises en tête : les transports publics comme le métro de Tokyo et les distributeurs d’entreprises », se souvient Philippe Maugars.

L’entreprise possédait déjà des cartes multi-applications, mais elles étaient limitées en termes de standardisation – elles ne pouvaient être utilisées qu’au Japon – et ne possédaient pas de fonction symétrique, c’est-à-dire être à la fois une carte et un lecteur.

L’objectif était donc d’harmoniser ces systèmes propriétaires avec ceux qui avaient cours en Europe et aux États-Unis, et de leur proposer un prototype fonctionnel de communication en NFC. « Nous étions très fiers de notre premier prototype. Nous avons prouvé qu’il était possible que deux téléphones communiquent ensemble dans un champ très proche. » Mais la technologie – en termes de taille et de poids – n’avait rien à voir avec ce que nous avons à présent dans nos smartphones : il fallait miniaturiser sur des petites puces de 5 mm. Les premiers prototypes ont été réalisés en 2006-2007.

D.R.

Philippe Maugars, fondateur de PM Compagny

PhILIPPe Maugars

P. gUIttEt POUR INDUStRIE Et tECHNOlOgIES ; REA

Diplômé en 1976 de l’Institut Pierre et Marie Curie, spécialité mathématiques, Philippe Maugars a été professeur de mathématiques pendant 7 ans. en 1983, il entre chez NXP semiconductors (Philips).

Depuis deux ans, l’homme a créé sa propre entreprise et collabore toujours avec NXP semiconductors.

Parallèlement, en France, Philippe Maugars a lancé une initiative « Caen ville NFC », en partenariat avec l’office de tourisme, lui permettant de démontrer les possibilités de la technologie. Cette campagne consistait à réaliser des affiches intelligentes dotées de tags NFC. Contrairement au QR-Code, le tag NFC peut être mis à jour, et ce de façon indépendante des autres tags. « Grâce à cette initiative, nous avons pu mettre en avant le côté unique de la NFC, à savoir son aspect décentralisé. Pas besoin de reprogrammer toutes les affiches, il suffit d’approcher son smartphone près de l’affiche concernée pour modifier les informations ». L’intelligence décentralisée, c’est ce qui commence à séduire aujourd’hui. La création du NFC Forum

en 2006 par Sony, Philips et Nokia y a d’ailleurs certainement contribué. Seuls les adhérents, qui sont aujourd’hui au nombre de 170, peuvent utiliser le portefeuille de brevets pour développer leurs produits. Les « extérieurs » ne le peuvent, pas, ou doivent s’acquitter de droits pour en bénéficier. cc Des

systèmes d’éclairage éco­ énergétiques et intelligents

Pourtant, dans le bureau qu’il occupe à la pépinière Plug N’Work près de Caen, rien ne laisse penser que l’homme continue de travailler sur la technologie NFC. Celle-ci semble avoir laissé place aux systèmes d’éclairages, largement présents dans la pièce… Mais les deux ne sont pas forcément incompatibles.

En 2014, Philippe Maugars a en effet travaillé sur le projet « Enlight » visant à inventer des systèmes d’éclairage intelligents et économes en énergie – le gain va jusqu’à 45 % ! – avec 27 partenaires de cinq pays européens. Philippe Maugars entend promouvoir un système décentralisé – grâce à la technologie NFC – où l’utilisateur pourrait programmer lui-même chaque élément de son système d’éclairage, avec un contacteur sans batterie.

Une dizaine de partenaires travailleront ensemble sur ce système d’éclairage intelligent. Pas de doute, la technologie sans fil est bel et bien le fil rouge de la carrière de Philippe Maugars… cm cc Séverine fontaine redaction@industrie-technologies.com

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SOMMAIRE

EN COUVERTURE

TENDANCES

COP21

La traque du CO2 s’accélère

cc PAGE 8

AUTOMOBILE

Un système de mesure des émissions en conditions de route

cc PAGE 10

OBJETS CONNECTÉS

Cap’Tronic récompense quatre pépites

cc PAGE 12

PROGICIEL

Une réalité augmentée plug and play

cc PAGE 13

CYBERSÉCURITÉ

Sentryo protège les sites industriels

cc PAGE 14 IMPRESSION 3D

Cinq acteurs à suivre de près

cc PAGE 16

INFORMATIQUE

Les fractales au service du big data

cc PAGE 18

C’EST PAS NOUVEAU, QUOIQUE…

Ars Magna, la première machine à penser date de … 1275

cc PAGE 20

BIOPRODUCTION

Les médicaments à l’ère du sur-mesure

Anticorps monoclonaux humanisés, vaccins thérapeutiques, thérapies géniques et cellulaires, tissus imprimés sur mesure : la médecine personnalise toujours plus ses traitements. S’appuyant sur les progrès de la bioproduction, les industriels apprennent à présent à produire ces nouveaux médicaments sur mesure. ccPAGE 24 BIOMÉDICAMENTS

Le procédé fait la qualité

cc PAGE 26

PHARMACOLOGIE

Les armes du diagnostic personnalisé cc PAGE 32

INDUSTRIE-TECHNO.COM

MÉCANIQUE Des roulements 50 % plus performants cc PAGE 22

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N°981ccNOVEMBRE 2015

THÉRAPIES INNOVANNTES

Les cellules quittent le labo pour l’usine

cc PAGE 36

INTERVIEW

Philippe Archinard PDG de Transgene cc PAGE 30

ONCOLOGIE

CTI-Biotech maîtrise la multiplication cellulaire cc PAGE 34

BIO-IMPRESSION

Des machines à tisser le vivant

cc PAGE 38

SOMMAIRE

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

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

PRODUITS

EFFICACITÉ ÉNERGÉTIQUE

Optimiser les chaudières à vapeur cc PAGE 42

NOUVEAUTÉS

Notre sélection de produits classés en 8 secteurs de référence cc PAGE 46 à 55

RÉDACTION Directrice adjointe des rédactions Anne Debray (9251) Rédactrice en chef Muriel de Vericourt (9957) Assistante de la rédaction Marielle Flèche (9425) Rédacteur en chef adjoint Jean-François Prevéraud (9458) (Bureaux d’études, design, CAO, lettre Web) Rédacteurs Philippe Passebon (9481)(Énergie, environnement, électrotechnique et sécurité) Juliette Raynal (9421) (Numérique, électronique, informatique), Didier Ragu (9435) (Nouveaux produits) ONT COLLABORÉ À CE NUMÉRO Baptiste Cessieux, Sophie Eustache, Séverine Fontaine et Claire Lecœuvre 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) assisté par Vincent Curt

CAHIER TECHNIQUE

Des super-calculateurs pour optimiser la matière Le calcul intensif au service de la mécanique cc PAGE 57

COMMERCIAL Directrice commerciale du pôle Industrie Béatrice Allègre (9362) Directrice de clientèle Flora Morel (9361) Directeur de clientèle Piero Tomassi (9578) Régions Thierry Borde, directeur (04-72-84-27-54) Est Clarisse Michel (03-88-84-36-06) Allemagne/Suisse/Autriche : Thomas Hugues (9536) Benelux : Huson International Media (Rodric Leerling) +31 (0) 229 841 882 Grande-Bretagne : Huson International Media (Stuart Payne) +44 (0) 1932 564 999 États-Unis : Huson International Media +1 212 268 3344 Espagne : B2B Communication (Juan Jose Bellod) +34 91 319 8177 Espace Industrie - Contact Industrie - Service publicité Flora Morel (9361) La direction se réserve le droit de refuser toute insertion sans avoir à justifier sa décision.

CONFÉRENCES-EVÉNEMENTS (9290) ADMINISTRATION-GESTION Directeur administratif et financier Stéphane Deplus (9402) Responsable juridique Mireille Monnier (9744) Directeur des affaires sociales Frédéric Sibille (9444) Directrice fabrication et achats Fabienne Couderc (9314) MARKETING, DIFFUSION-ABONNEMENTS Directeur Jean-Baptiste Alline (9781) Directrice Marketing direct et diffusion Laurence Vassor Gestion abonnements Nadia Clément Marketing Damien Delhomme (9786) TARIFS ABONNEMENTS France (TVA 2,10 %) 1 an : 169 euros TTC Etudiant 51 euros TTC (sur justificatif) Etranger nous consulter Règlement à l’ordre d’Industrie et Technologies Pour l’UE, préciser le numéro de TVA intracommunautaire Librairie (vente des numéros déjà parus et des annuaires) Annuaires (TVA 5,5 % incluse) «L’Atlas des usines»: 230 euros TTC (papier) 650 euros (format xls)

LA MÉCANIQUE DES RÊVES

COMMENT LA TECHNOLOGIE a influencé l’histoire de l’art cc PAGE 66

CRÉDITS PHOTOS COUVERTURE : GETTY ; P. GUITTET ; D.R. SOMMAIRE : INSERM ; DAIMLER ART COLLECTION, STUTTGART/BERLIN ; F. ROBERT ; D.R.

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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NOVEMBRE 2015ccN°981

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TENDANCES

COP21 La traque du CO2 s’accélère

MESURER

Dans un monde fortement carboné, la combustion des énergies fossiles utilisée dans les procédés industriels ou pour produire de l’énergie a encore de beaux jours devant elle. La production inévitable de CO2 qui l’accompagne n’est pourtant pas condamnée à aller dans l’atmosphère. Elle peut même devenir un atout si l’on apprend à la valoriser.

D

Il faut valoriser le carbone présent dans le CO2

MARC FONTECAVE, professeur au Collège de France

8

N°981ccNOVEMBRE 2015

qui doivent permettre de réduire la « production » elle-même de CO2, les outils dont disposent les industriels pour éviter de payer cette taxe sont triples : le captage de CO2, sa valorisation, ou son stockage. cc Trois

technologies de captage

Les techniques efficaces de captage de CO2 existent depuis plusieurs années mais sont encore très coûteuses, et donc très peu utilisées. Trois grandes technologies permettent d’y parvenir : celles dites de postcombustion – les plus matures –, de pré-production, et d’oxycombustion. Elles pourraient être disponibles à des coûts acceptables dès 2025 ou 2030 selon les experts. Quoiqu’il en soit, « pour tirer tous les bénéfices de ces technologies, l’important est de concevoir pour un site industriel le procédé de captage qui correspond au gaz que l’on a à traiter et à la qualité de CO2 que l’on souhaite en sortie, selon que l’on veuille le stocker ou le valoriser, précise Marco Daturi, professeur au laboratoire catalyse et spectrochimie de l’université de Caen. En Espagne, par exemple, un modèle prototype comprend une cimenterie couplée à un centre de production d’algues. Le CO2 récupéré en sortie sert à nourrir les algues, qui elles-mêmes sont séchées pour faire du biocarburant. » De même, le sidérurgiste ArcelorMittal étudie avec l’ Agence de l’environnement et de la maîtrise de l’énergie (Ademe) les meilleures façons de valoriser, directement sur son site, le CO2 qu’il pourrait récupèrer en aval

c Les satellites japonais Gosat et américains OCO2 (sur la photo) lancés respectivement en 2009 et 2014 embarquent des spectromètres de nouvelle génération capables de mesurer précisément et sur quelques kilomètres carrés la teneur en CO2 de l’ensemble de la colonne atmosphérique.

de ses procédés. Le dioxyde de carbone ne doit pas être seulement vu comme un déchet. Valorisé, il peut même aider à réussir la transition énergétique. « Il vaut bien mieux valoriser la molécule de carbone présente dans le CO2 que de chercher à le séquestrer, explique Marc Fontecave, professeur au Collège de France spécialiste en chimie des processus biologiques. Je n’imagine pas un monde autrement que carboné. » Les pistes sont nombreuses: le CO2 peut être valorisé dans des procédés chimiques ou biologiques pour la production de produits chimiques, énergétiques ou de matériaux. Dans l’industrie chimique, il peut être utilisé pour produire du méthanol, des hydrocarbures ou encore des oléfines, en utilisant la combinaison FischerTropsch. Dans tous les cas, la molécule de CO2 étant très stable, elle nécessite que soient trouvés des catalyseurs métalliques efficaces qui permettent de la réduire. La synthèse de polymères est la plus avancée des voies et devrait permettre d’ici quel-

AFP ; D.R.

ans quelques semaines, les gouvernements du monde entier se réuniront à Paris pour la COP21. Ils devraient y prendre de nouveaux engagements en termes de réduction des émissions de gaz à effet de serre dans l’atmosphère. Parmi ceux-ci , le CO2 sera au centre des négociations. Il est aussi l’objet de toutes les attentions des scientifiques et des ingénieurs dont les innovations technologiques doivent permettre de réduire les émissions de l’outil industriel. En parallèle, seul un montant élevé de la taxe du carbone décidera les entreprises à investir durablement dans ces technologies. Son prix en France, de 14,5 euros la tonne en 2015, passera à 22euros en 2016, jusqu’à atteindre l’objectif de 100 euros en 2030.

Outre les mesures d’efficacité énergétique

TENDANCES

CAPTER

c Le CO2 peut être capté en sortie des procédés de combustion ou directement dans les environnements pollués.

Climeworks récupère ainsi 80 % du CO2 présent dans l’air qui passe à travers son système.

STOCKER

VALORISER

c Pétrobras réinjecte du CO2 dans son gisement de pétrole au large du Brésil, pour faciliter l’extraction du pétrole restant en fond de puits.

Il pourrait étendre la technique à l’ensemble de ses plateformes.

D.R.

c Audi utilise le CO2 produit par Climeworks pour synthétiser de l’e-diesel, comparable au diesel classique, mais qui ne contient plus de soufre ni d’hydrocarbures aromatiques.

ques années l’émergence d’une industrie des polymères produits à partir du CO2.

Celui-ci pourrait également permettre de stocker les énergies renouvelables en utilisant l’électro-réduction du CO2. « Le rêve, avance Marc Fontecave, serait un panneau photovoltaïque couplé à une sorte d’électrolyseur, qui permettrait à partir de l’électricité solaire et d’un mélange H2O-CO2 de produire de l’oxygène et le produit désiré, comme des hydrocarbures, par exemple. » Enfin, le CO2 peut être stocké. Les lieux possibles sont nombreux: gisements d’hydrocarbures, aquifères salins profonds, et veines de charbon non exploitées en sont les principaux. Treize installations sont en fonctionnement dans le monde, dont neuf aux États-Unis et au Canada. Une option très coûteuse selon les lieux de stockage, sans compter le prix du transport… mais

dont le montant peut être réduit grâce au CCUS (Carbon capture, utilisation and storage). « L’idée est de tirer parti du CO2 capté, explique François Kalaydjian, directeur adjoint du Centre de résultats ressources de l’IFP Énergies nouvelles. Le CO2 gagne en valeur ajoutée si on l’injecte dans un puits de pétrole pour aider à extraire le pétrole restant au fond. » cc Des

satellites pour mesurer efficacement le CO2

Aussi prometteurs soient-ils, la démocratisation de ces outils ne s’effectuera pas sans la mise en place d’une gouvernance mondiale, chargée d’établir un prix du carbone unique et vérifier les efforts effectivement fournis dans chaque région du globe. Et ainsi éviter les fuites des industries polluantes vers les pays qui taxent moins. Là encore,

les technologies ont une carte à jouer. « Une police du CO2 pourrait passer par une constellation de satellites en orbite basse», répond Carole Deniel, responsable au Cnes du développement du satellite MicroCarb, qui doit emporter en 2020 un instrument de mesure du CO2. « Si l’on dispose d’assez d’instruments en l’air, à l’image du réseau GPS, on doit pouvoir en couplant les mesures aux données météorologiques suivre les flux de CO2 et déterminer quels sont les puits ou les sources de CO2, sur l’ensemble de la planète ». D’autres projets, comme le réseau européen Icos composé de stations au sol, en atmosphère et sur les océans, donnent à voir les prémices de ce que pourrait être un réseau de contrôle des émissions.

Capturé, disséqué, piégé, traqué, le CO2 vit ses dernières heures d’insouciance : ce n’est qu’une question de temps… et c’est précisément ce qui nous manque. cm ccPHILIPPE PASSEBON ppassebo@industrie-technologies.com

NOVEMBRE 2015ccN°981

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TENDANCES

Automobile Un système de mesure des émissions en conditions de route

cc EN BREF

Bâtiment Intelo traque les fissures

Le+ Mesurer les émissions réelles de polluants

Le+ Précision

L’inspection des ponts avec ce bras robotisé se fait sans arrêter la circulation.

Structure & Réhabilitation, un bureau d’études en BTP, développe Intelo.

Ce bras d’inspection de 12 mètres est capable de photographier toutes les parties des ouvrages d’art, même les faces intérieures et les appuis.

Véhiculé et stabilisé, l’engin de deux tonnes peut localiser des fissures dès 0,1 mm.

Mobilev le commercialise depuis septembre 2015. cm

Les pays de l’OCDE se mobilisent suite à la découverte de la tricherie de Volkswagen pour contourner les tests antipollution. En

France, l’Utac-Ceram procédera à une campagne de contrôle des émissions de polluants sur 100 voitures prélevées de manière aléatoire sur le parc français. Les véhicules seront soumis pour cela à deux batteries de tests, une sur banc à rouleaux, et l’autre sur piste en situation de conduite réelle, où le véhicule ne pourra pas détecter un essai d’homologation traditionnel. Les voitures seront alors équipées d’un PEMS (portable emissions measurement system), qui analyse tout le flux des gaz d’échappement. Le boîtier comportant trois analyseurs (NOx, CO2, CO) est placé sur une plate-forme fixée sur l’attelage du véhicule à tester. Il est relié au tube d’échappement et permet d’analyser tous les flux des gaz

Le PEMS placé à l’arrière du véhicule à tester analyse tout le flux des gaz d’échappement.

d’échappement. Il est complété par : une sonde atmosphérique enregistrant la température et l’hygrométrie de l’air, une sonde fixée sur la roue arrière enregistrant l’accélération et la vitesse du véhicule, et une balise GPS positionnant le véhicule sur la piste d’essais. Enfin un poste de contrôle placé près du conducteur permet de suivre le profil de l’essai effectué sur le banc à rouleaux. cc J.-F. P.

Biomimétisme Un train d’atterrissage inspiré des insectes

MW

C’est la capacité qu’offrira en 2016 le Karadeniz Powership Osman Khan (KPS12), construit par le groupe Karadeniz Energy, et qui sera alors la plus grosse centrale électrique flottante au monde.

de dommages lors d’atterrissages difficiles

Un système d’atterrissage robotique rétractable qui permet à un hélicoptère de décoller et d’atterrir sur des terrains inclinés et accidentés. Il a été présenté

Sélectionné par le

d’Intelligence Technologique

www.industrie-techno.com/fit

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N°981ccNOVEMBRE 2015

Quatre jambes articulées stabilisent

par la Darpa, l’agence américaine pour les l’engin quel que soit le terrain. projets de recherche avancée de défense.

Le dispositif s’inspire du mode de fonctionnement des insectes. Il est composé de quatre jambes articulées. Chacune est dotée de capteurs de retour de force afin de contrôler en temps réel la pression qui doit être exercée sur le sol pour maintenir l’engin stable qu’elle que soit la configuration du terrain. Les hélicoptères peuvent alors atterrir ou décoller depuis une pente présentant jusqu’à 20 degrés d’inclinaison, soit le double des limites actuelles. Le dispositif permettrait également aux hélicoptères de se poser sur des plateformes en mouvements, sur une mer agitée par exemple. cc J. R.

DARPA ; D.R.

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Le+ Réduction par cinq des risques

TENDANCES

NuclĂŠaire Recherche idĂŠes pour futurs dĂŠchets nuclĂŠaires

NumÊrique Des vidÊos à 360° sur Facebook Le+ DÊmocratisation

Le+ Anticiper les dÊmantèlements

dra Ă trouver des solutions innovantes pour gĂŠrer les volumes croissants des dĂŠchets Ă venir dus aux dĂŠmantèlements des centrales en ďŹ n de vie. Ă€ titre d’exemple, l’objectif principal du projet Camrad est de dĂŠvelopper un prototype de camĂŠra Cmos capable de supporter des niveaux de doses importantes. Le projet Maud consiste Ă crĂŠer un appareil d’autoradiographie adaptĂŠ aux contraintes du dĂŠmantèlement des installations nuclĂŠaires. Le projet DCND permettra de contrĂ´ler la structure des bĂŠtons sans les dĂŠtruire. Le projet Dem’N’Melt, quant Ă lui, vise Ă dĂŠvelopper un outil de vitriďŹ cation des dĂŠchets radioactifs in situ. cc P. P.

de la rĂŠalitĂŠ virtuelle

DÊmolition du bâtiment ayant abritÊ le rÊacteur SiloÊ du CEA de Grenoble (Isère).

Selon le Wall Street Journal, Facebook prĂŠpare une application mobile pour visionner les vidĂŠos de rĂŠalitĂŠ virtuelle, dites ÂŤsphĂŠriquesÂť ďŹ lmĂŠes Ă 360 degrĂŠs et permettant de s’immerger dans diffĂŠrents environnements.

Les utilisateurs pourraient ainsi changer de point de vue dans la vidĂŠo en inclinant simplement leur smartphone.

L’application concernera un large public qui ira au-delà des seuls propriÊtaires du casque Oculus Rift. cm

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D.R.

Douze projets de gestion des dÊchets radioactifs ont ÊtÊ retenus dans le cadre de l’appel à projet lancÊ en novembre 2014 par l’Agence nationale pour la gestion des dÊchets radioactifs (Andra) et l’Agence nationale de la recherche (ANR). Ils doivent aider l’An-

cc EN BREF

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TENDANCES

Objets connectÊs Cap’Tronic rÊcompense quatre pÊpites L’intÊgration de solutions Êlectroniques et logicielles dans les produits des PME a besoin d’être encouragÊe. Pour cela, Cap’Tronic a rÊcompensÊ quatre PME dans quatre catÊgories diffÊrentes. ccJ. R.

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Produit Ă usage du grand public

Industrie et Services

Le+ 31 % d’Êconomies gÊnÊrÊes

Le+ Plate-forme ouverte

Le thermostat intelligent de Qivivo

Le robot Diya One de la start-up Partnering

aux nouvelles fonctions

dÊtecte les habitudes des rÊsidents grâce à des capteurs de prÊsence et adapte son programme en fonction. Il permet, par exemple, de gÊrer collectivement les pics de chauffage. cm

SantĂŠ et bien ĂŞtre

Robotics est dotĂŠ d’algorithmes d’intelligence artificielle inspirĂŠs du système nerveux du rat. Ils lui permettent de se dĂŠplacer en autonomie et de dĂŠtecter les zones les plus polluĂŠes dont il puriďŹ e l’air intĂŠrieur grâce Ă ses capteurs et son système de ďŹ ltre. cm Jeune entreprise Le+ Les capteurs peu coĂťteux

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Le+ AllĂŠgement

de 100 kg

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le volume des dÊchets recyclÊs. ReliÊ par Bluetooth à l’application mobile Cliiink, le dispositif permet aux utilisateurs de gagner des points lors du tri sÊlectif et de les convertir en promotions. cm

D.R.

de traitement numÊrique, une batterie de capteurs, de la micromÊcanique, de la plasturgie et de l’hydraulique pour permettre au patient de contrôler et suivre la progression de sa dialyse chez lui. S’il le dÊsire, le malade peut envoyer ses donnÊes à un centre de dialyse. Son poids : 22 kg contre 120 pour les appareillages classiques. cm

Terradona commercialise un container intelligent qui identiďŹ e, compte et estime

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TENDANCES

Progiciel Une rĂŠalitĂŠ augmentĂŠe plug and play Le+ Un recalage optimisĂŠ

580 km DIOTA PLAYER ; D.R.

C’est la distance qu’a parcourue en totale autonomie une C4 Picasso, sur autoroute, pour se rendre de Paris à Bordeaux à l’occasion du congrès Intelligent Transport System.

Une première en France.

Le progiciel de rĂŠalitĂŠ augmentĂŠe DiotaPlayer permet de visualiser les installations de l’usine avec afďŹ chage en surimpression des informations gĂŠomĂŠtriques et procĂŠdurales. D’une part, il se connecte

au système d’information du site industriel aďŹ n de convertir automatiquement les informations nĂŠcessaires. D’autre part, il se recale en fonction du point de vue de l’utilisateur par rapport Ă l’objet aďŹ n d’aligner en permanence les informations virtuelles avec le monde rĂŠel. Un verrou technologique que la jeune pousse a surmontĂŠ avec le CEA grâce Ă la technologie Slam (Simultaneous localization and mapping), qui permet d’opĂŠrer une reconstruction 3D de l’environnement, et Ă des algorithmes d’apprentissage automatique qui permettent de reconnaĂŽtre l’objet et de le suivre au fur et Ă mesure. La technologie dĂŠveloppĂŠe par Diota est exĂŠcutable sur tablettes, lunettes et système projectif et s’adresse aux industries aĂŠronautique, navale et ferroviaire pour les phases de production, ou encore Ă l’industrie chimique, oĂš la rĂŠalitĂŠ augmentĂŠe est utilisĂŠe dans une logique de formation et pour permettre aux opĂŠrateurs de ÂŤvisualiser ce qui se passe dans les tuyauxÂť. ccJ. R.

Le DiotaPlayer calcule en permanence la position de la camÊra dans l’espace de travail numÊrisÊ en 3D.

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TENDANCES

Acquisition Optis s’offre Genesis Le+ Complémentarité Optis, spécialiste de la simulation lumineuse, fait l’acquisition de Genesis, spécialiste la simulation et de la perception sonore.

Les deux français partagent la même philosophie de la simulation basée sur l’utilisation de la physique des phénomènes.

Cette association va permettre aux concepteurs de produits de tenir compte de l’expérience de l’utilisateur pour proposer des produits encore plus séduisants. cm

Transport UPS s’essaie à l’impression 3D Le+ Approche locale

100 imprimantes 3D industrielles ont été installées sur les site UPS de Louisville.

United Parcel Service (UPS) va déployer à Louisville, ÉtatsUnis, 100 imprimantes 3D de format industriel capables d’imprimer plastiques, métaux et autres matériaux.

Objectif : pouvoir imprimer sur place des pièces commandées à l’autre bout de la planète et les livrer localement. Ce test sera suivi, l’année prochaine, par l’implantation de 900 imprimantes 3D supplémentaires sur le territoire américain. cm

Cybersécurité Sentryo protège les sites industriels Le+ Détection des événements anormaux

ICS CyberVision s’adresse aux opérateurs de sites critiques comme une centrale nucléaire.

Cofondée en juin 2014 par Thierry Rouquet et Laurent Hausermann, Sentryo s’est spécialisée dans la protection des sites industriels. Basée à

Lyon, la start-up qui compte une douzaine de collaborateurs, a mis au point la solution ICS CyberVision. Elle s’articule autour de trois grands axes.

Dans un premier temps, des sondes permettent d’extraire des données pertinentes en analysant les protocoles industriels. Ensuite, un logiciel doté d’algorithmes d’apprentissage automatique (machine learning en anglais) permet, à partir des métadonnées, de dresser un modèle de fonctionnement normal du réseau et de détecter des événements anormaux. Enfin, une interface graphique offre au responsable une vision ins-

tantanée de la situation. « Cette interface s’adresse en particulier aux automaticiens. C’est une sorte de “Google Maps” du réseau dans laquelle il est possible de zoomer et de se déplacer », explique Laurent Hausermann, qui précise que l’outil a été conçu afin de favoriser une plus grande collaboration entre les automaticiens et les responsables de la sécurité. La solution ICS CyberVision s’adresse plus particulièrement aux opérateurs d’infrastructures critiques, dans les secteurs de l’énergie et des transports.

Elle est notamment utilisée par le CEA, qui a participé à son développement, inscrit dans une logique d’Open Innovation. Grâce à son approche innovante basée sur des algorithmes de machine learning,

400 000

C’est le nombre de robots industriels qui pourraient se vendre à travers le monde en 2018, contre un peu plus de 200 000 en 2014. Cette étude, publiée par l’International federation of robotic (IFR), révèle également que la Chine se présente comme le principal moteur de cette croissance.

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Sentryo a remporté le Prix de l’innovation 2015 des Assises de la sécurité qui se sont tenues à Monaco au mois d’octobre.

Lors du salon, d’autres entreprises se sont inscrites dans cette démarche. C’est le cas de la start-up britannique Darktrace, issues de recherches menées à l’université de Cambridge. Fondée il y a deux ans et demi, la jeune pousse travaille notamment pour le spécialiste de l’énergie Drax ou encore pour la société ferroviaire Virgin Trains. L’américain Splunk a également fait le choix du machine learning pour effectuer de l’analyse comportementale. Grâce à la récente acquisition de la startup Caspida, il a développé un nouvel outil baptisé User Behavior Anlytics. ccJ. R.

P. GUITTET ; D.R.

cc EN BREF

TENDANCES

Impression 3D

Cinq acteurs à suivre de près Start-up, PME, laboratoires, grands groupes…

Industrie & Technologies a sélectionné, dans le cadre d’un dossier Web, les 20 acteurs qui devraient jouer un rôle clé dans le développement et l’adoption des technologies de fabrication additive dans l’industrie. Zoom sur cinq d’entre eux.

D

epuis quelques mois, le marché de l’impression 3D est en pleine ébullition, avec au menu : acquisitions, partenariats de R&D, développement à l’international et multiplication des start-up.

La rédaction d’Industrie & Technologies fait le point, en vous proposant sa sélection d’acteurs de l’impression 3D à suivre de près au cours des prochains mois. Cette liste, non exhaustive et forcément subjective, regroupe à la fois des fabricants de machines et des apporteurs de technologies, des sociétés de services et des industriels qui ont massivement investi dans cette technologie, et nous semblent susceptibles de contribuer à ses progrès futurs.

Retrouvez le dossier complet sur Industrie-techno.com

Une imprimante multimatériaux

L’imprimante MultiFab conçue par des chercheurs du laboratoire CSAIL (Computer Science and Artificial Intelligence Lab) du MIT n’est qu’à l’état de prototype. Ses perspectives prometteuses nous ont toutefois poussés à intégrer le MIT dans notre sélection.

Présentée en août dernier, MultiFab est en mesure d’imprimer jusqu’à 10 matériaux simultanément, grâce à des techniques de scanner 3D empruntées à la vision par ordinateur, avec une précision de 40 micromètres.

Grâce à cette approche, la machine serait capable de détecter seule les erreurs et de s’autocalibrer, permettant ainsi un gain de temps et une réduction du gaspillage. Par ailleurs, l’imprimante MultiFab permettrait d’imprimer des composants directement sur un objet.

Autre point fort, son coût : seulement 7 000 dollars. cm

Groupe GorGé

Une offensive à l’international pour s’imposer sur la scène internationale de l’impression 3D et rivaliser avec les géants américains du secteur, le Groupe Gorgé s’est trouvé un partenaire chinois. à travers sa filiale Prodways, le Français a signé un accord de partenariat avec l’industriel chinois Hunan Farsoon, spécialisé dans les technologies de frittage de poudre plastique et métal.

Elle a également pris une participation de 45 % au capital du Texan Varia 3D, partenaire commercial de Farsoon.

Objectif de cette collaboration ? Mettre en commun les ressources R&D des deux entités et permettre à Prodways d’élargir sa gamme de solutions d’impression 3D. Ainsi, elle commercialisera les machines Farsoon, et dédiera en France une ligne d’assemblage à ces nouvelles machines. cm

D.R.

cc PhiliPPe Passebon cc juliette raynal cc soPhie eustache redaction@industrie-technologies.com

MIT

Bielettes fabriquées par Gorgé sur une imprimantes 3D de sa filiale Prodways.

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TENDANCES

GIzMo 3D

Une technologie ultrarapide L’entreprise australienne Gizmo 3D Printers a mis au point une technologie d’impression 3D en continu.

Elle imprime les objets à partir de résine liquide, avec la technique DLP (Digital Light Processing). La lumière UV est utilisée pour solidifier, par photopolymérisation, un polymère liquide qui se trouve dans le bac. L’imprimante projette la lumière UV par-dessus et commence par imprimer le bas de l’objet qui est posé sur un support mobile. Le fondateur de l’entreprise assure que sa technologie permettrait d’imprimer des objets de 150 x 80 x 26 mm en 6 minutes seulement à condition d’être dotée d’une mémoire plus importante. Elle serait alors, selon lui, l’imprimante 3D la plus rapide au monde. cm k\][gj]l

SCuLpTeo

Une approche à la demande Sculpteo a développé une plateforme en ligne permettant à ses clients de produire des pièces à l’unité, en petites séries, voire en grandes séries à partir d’un fichier 3D grâce à un parc d’imprimantes professionnelles. « Nous travaillons avec toutes les matières, comme la poudre, le dépôt de fil, la résine ou encore la cire perdue », précise Clément Moreau, CEO de la start-up. Skoda, Hexadrone, Dassault Systems utilisent les services de Sculpteo dans le cadre de petites séries. « Cela permet de mettre les produits sur le marché et de tester l’appétence du public », assure l’entrepreneur. L’américain Audioquest a, lui, franchi l’étape suivante en utilisant Sculpteo pour produire à l’échelle industrielle son casque Audio NighHawk. Il est question ici de dizaines de milliers d’unités. cm

D.R.

Une vision open source L’an dernier, l’éditeur de logiciel Autodesk lançait son imprimante 3D Ember et une plate-forme logicielle ouverte dédiée à la fabrication additive appelée Spark.

L’objectif de Spark est d’unifier la façon de piloter les imprimantes, car aujourd’hui, il existe autant de logiciels de pilotage et de traitement de données que d’imprimantes différentes.

Il y a quelques mois, Autodesk a fait un pas de plus pour promouvoir l’impression 3D, en ouvrant au public les plans de sa machine. Ainsi, depuis mai dernier, le design et les composants de cette imprimante Open Source sont accessibles par téléchargement sous la licence «Creative Commons», afin de laisser les « bidouilleurs » s’approprier la machine. cm

NOVEMBRE 2015ccN°981

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TENDANCES

MĂŠcanique Mini-pompe Ă vide connectĂŠe Le+ Diagnostics Ă distance La mini-pompe de Coval est dotĂŠe de quatre gĂŠnĂŠrateurs de vide.

BaptisĂŠe Lemcom, la minipompe Ă vide conçue par Coval, permet de rĂŠaliser des diagnostics dans l’usine 4.0 ou de modiďŹ er les paramètres Ă distance pour rĂŠguler le système de prĂŠhension.

Le dispositif, composÊ de quatre gÊnÊrateurs de vide reliÊs entre eux et connectÊs à un rÊseau Ethernet IP industriel, fait l’objet d’une demande de brevet à l’international. cm

Informatique Les fractales au service du big data Les fractales statistiques rassemblent les donnĂŠes en fonction de leurs similaritĂŠs.

Le+ Dissocier le temps de calcul

de la taille de l’Êchantillon

Une technique dÊveloppÊe par une Êquipe du MIT menÊe par Bonnie Berger vise à sÊparer le temps de calcul de la taille de l’Êchantillon à traiter. Elle utilise pour cela l’intÊgration des

donnĂŠes dans des ensembles en fonction de leur similaritĂŠ. En effet, quand on augmente le nombre de donnĂŠes dans un système, on augmente mathĂŠmatiquement son entropie, mais pas forcĂŠment le nombre d’informations utiles. L’innovation repose sur des algorithmes capables de rapprocher des donnĂŠes dites ÂŤde dimension fractaleÂť. Ces ĂŠquations permettent un premier ďŹ ltrage qui regroupe les donnĂŠes similaires Ă l’intĂŠrieur d’un mĂŞme ensemble. Chacun de ces

ensembles est ensuite reprÊsentÊ par un point unique allÊgeant grandement le temps de calcul allouÊ à la recherche d’une donnÊe particulière.

Une fois les ensembles intĂŠressants repĂŠrĂŠs, il sufďŹ t de dĂŠcompresser les donnĂŠes de ces ensembles en ĂŠliminant toutes les autres.

La force de cette technique est de dissocier le temps de calcul de la taille de la bibliothèque observÊe. Pour l’instant, ce logiciel est dÊclinÊ en trois versions visant l’Êtude du gÊnome de l’ensemble d’une population ÊchantillonnÊe, la recherche de structures protÊinÊes et la recherche de fonctions chimiques par rapport à leur utilisation en mÊdecine. cc B. C.

D.R.

cc EN BREF

TENDANCES

Google Science Fair Un robot jardinier français récolte un prix

D.R.

Eliott Sarrey était le seul Français à s’être qualifié pour la finale du Google Science Fair, qui s’est déroulée le lundi 21 septembre à Mountain View, en Californie. Ce

Le+ Mentorat d’un an

concours mondial vise à récompenser les meilleurs scientifiques de moins de 18 ans. Élève en troisième au collège Jules Ferry de Neuves-Maisons en Lorraine, le collégien avait été sélectionné grâce à son robot jardinier qu’il a baptisé Bot2Karot. Modélisé en 3D, puis fabriqué à l’aide d’une fraiseuse et d’une imprimante 3D, le robot est capable Le robot Bot2Karot du collégien Eliott Sarrey de se déplacer entre les plots d’un potager a remporté le prix Incubateur au Google Science Fair. constitué de bacs à fleurs et de chemins adaptés aux dimensions de l’engin, d’arroser, de biner et même de repiquer des plantes.

Face à 19 autres candidats, le collégien n’a pas réussi à décrocher le premier prix, qui revient à l’américaine OIivia Hallisey pour son test de détection rapide du virus Ebola, mais s’est distingué en remportant le «Prix Incubateur». Cette récompense comprend tout de même un chèque de 10000 dollars et «un mentorat d’un an pour poursuivre son projet et sa passion». ccJ. R.

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Cybersécurité Une plateforme dédiée aux smart cities Le+ Anticipation L’IRT SystemX va travailler sur une nouvelle plate-forme, de simulation et d’analyse pour l’évaluation de la cybersécurité des smart cities. Les premières expérimentations du projet financé à hauteur d’un million d’euros par l’Agence nationale de la sécurité des systèmes d’information (Anssi), s’articuleront autour des smart grids. «Nous allons étudier les menaces possibles en fonction des protocoles utilisés et la capacité de réponse existante» commente François Stephan, directeur du développement et de l’international à l’IRT SystemX. cm

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TENDANCES

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

Ars Magna, la première machine à penser date de … 1275 ’intelligence artificielle (IA) qui s’immisce peu à peu dans notre vie quotidienne, est la faculté donnée à des logiciels d’imiter le raisonnement humain et d’apprendre de l’expérience. Pour beaucoup, elle remonte aux travaux du mathématicien britannique Alan Turing à la fin des années 40. Mais bien avant cela des savants ont essayé de comprendre et de modéliser la réflexion humaine. L’un des pionniers fut l’érudit majorquin Ramon Llull, qui était à la fois philosophe, écrivain, théologien franciscain et missionnaire.

Afin de disposer d’une méthode pour défendre et propager de manière limpide ses convictions chrétiennes vers les musulmans, il utilisa dans ses raisonnements la logique, la symbologie et l’algèbre des savants arabes, qu’il considérait comme très avancés en mathématique. Il consigna le tout dans un livre vers 1275 et conçu sur ces bases une machine logique dérivée des Zairja qu’utilisaient les astrologues arabes. Les théories, sujets et prédicats théologiques y étaient représentés par des figures géométriques sur des cadrans concentriques, dont on déplaçait aléatoirement certains, La machine de alors que d’autres se positionnaient automatiqueRamon Llull était composée de cercles ment en fonction de la nature vraie ou fausse que concentriques. l’on attribuait aux informations qu’ils portaient.

Lull affirmait que cette machine à penser déductive baptisée Ars Magna démontrait automatiquement la véracité ou l’inexactitude d’un postulat.

Sa démarche combinatoire intéressa au XVIIe siècle le philosophe, scientifique et mathématicien allemand Gottfried Wilhelm Leibniz qui jeta les bases de la logique à l’origine de l’informatique. L’augmentation des capacités de calcul des machines, capables de traiter le big data ou d’utiliser des algorithmes de deep learning, permet aujourd’hui à la machine d’apprendre et de se substituer à l’homme. Ce qui n’est pas sans inquiéter nombre de spécialistes.

Et ça, c’est nouveau ! cm

L

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

Production Lego veut mettre des LED dans ses briques Le+ Fonctionnaliser les plastiques

Lego va tester la possibilité d’intégrer des LED directement dans ses pièces en plastique.

Le troisième producteur de jouets au monde va tester l’industrialisation de briques dotées de LED dans l’usine pilote du projet européen 3D-HipMas, située à Stuttgart. Cette opération doit permettre

aux industriels de tester la faisabilité technique d’intégrer des fonctions sur les plastiques. Lego pourra s’appuyer sur deux technologies testées dans l’usine : un procédé de dépôt de métal par laser, qui permet de réduire de moitié la taille des pistes imprimées, et une technologie d’assemblage produisant moins de déchets. cc P. P. cc EN BREF

Robotique Les Marines adoptent Spot

Pendant une semaine, le corps des Marines a testé les capacités du robot chien Spot développé par Boston Dynamics sur la base de Quantico, en Virginie. Pendant cette période d’essais, le prototype de 70 kg a effectué diverses missions dans des environnements variés : zone urbaine, colline, forêt, etc. L’engin aurait été très bien accepté par les militaires. cm Le robot Spot reste résistant et agile quel que soit le terrain ou les situations rencontrés.

D.R.

QUOIQUE…

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TENDANCES

Électronique Un eldorado pour les micro-supercondensateurs Le+ Stockage accru

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Une électrode en or multiplie par mille la capacité de stockage des micro-supercondensateurs. Ils peuvent ainsi rivaliser en capacité avec

les microbatteries Li-ion tout en gardant leurs avantages en termes de puissance et de durée de vie.

C’est une équipe internationale issue du Laboratoire d’analyse et d’architecture des systèmes (LAAS-CNRS) de Toulouse, et de l’Institut national de la recherche scientifique (INRS) au Québec qui a mis au point le matériau de cette électrode.

Ce dernier dispose d’une densité d’énergie qui surpasse tous les systèmes proposés jusqu’à présent.

L’électrode est constituée d’une structure en or très poreuse dans laquelle de l’oxyde de ruthénium a été inséré. Ces matériaux onéreux restent toutefois utilisables, car la taille des composants est de l’ordre du millimètre carré. Cette électrode a permis de fabriquer un micro-supercondensateur offrant une densité d’énergie de 0,5 J/cm2, soit mille fois les

Un mélange d’or poreux et d’oxyde de ruthénium est utilisé pour l’électrode.

valeurs actuelles. «Avec cette densité d’énergie, leur durée de vie longue, leur forte puissance et leur tolérance aux écarts de température, ces microsupercondensateurs pourraient être utilisés sur des microsystèmes embarqués autonomes», estiment les chercheurs. ccJ.-F. P.

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Robotique X-Raybot mesure les contraintes résiduelles Le+ Portatif Co-conçu par MRX et le Cetim, X-Raybot est un robot portatif qui mesure in-situ les contraintes résiduelles dans une pièce métallique.

Sa tête de lecture placée sur un bras articulé de 6 axes réalise, en 2 à 3 minutes, 10 à 15 points de mesure quelle que soit la forme de la pièce. Un logiciel de cinématique inverse, une caméra et une fonction de triangulation laser complètent son équipement. cm

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MATÉRIAUX & CHIMIE

ÉNERGIE & ENVIRONNEMENT

CONCEPTION & DESIGN

Sur notre site Internet, le meilleur de la R&D en temps réel Mécanique Des roulements 50 % plus performants

Pour augmenter les vitesses de broche, NTN-SNR fait évoluer la conception de ses roulements de machines-outils à billes à contact oblique.

Il intègre dans l’entretoise une arrivée d’air sur la bague intérieure pour la refroidir et équilibrer la température avec la bague extérieure. Cela réduit les déformations géométriques internes, augmente la vitesse maximale de 20% ainsi que la précharge applicable aux roulements pour plus de rigidité (x3) et de précision.

Il remplace aussi la cage d’espacement phénolique qui enserrait les billes au plus près par une cage polyamide à alvéoles carrées, réduisant la surface de contact, donc la friction et l’élévation de température. cm Broche

Réseaux Cisco parie sur les start-up et les chercheurs français

Le géant américain a inauguré son PIRL (Paris innovation research lab).

Un centre de R&D où une trentaine d’ingénieurs et de chercheurs planchent sur le futur des réseaux, ainsi que sur des applications de big data et d’intelligence artificielle. Parmi les projets: la détection des signaux faibles, traces d’attaques potentielles, dans les flux d’information issus des réseaux, via des algorithmes de machine learning; la récupération en temps réel des informations issues de caméras, couplées à des données de géolocalisation, afin d’identifier des flux de passants; le déploiement et l’évolution du protocole Internet IPv6 pour faire face au besoin exponentiel d’adresses lié à l’internet des objets. cm PIRL

Énergies renouvelables Faciliter la maintenance des éoliennes

c L’usine du futur est

le casse-tête des DSI. Il faut adopter une bonne hygiène informatique, utiliser des applications Secure by design et à défaut de se protéger, miser sur la détection.

Cybersécurité

Exploration L’eau de Mars

c La découverte d’eau

sur Mars est due à trois outils de la sonde Mars Reconnaissance Orbiter.

Un radar sonde le sol, deux spectromètres recherchent l’évaporation et détectent les sels hydratés.

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

D.R.

AStrion

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Cybersécurité et usine du futur

Mars

Détecter la fatigue mécanique des éoliennes devient facile grâce au système AStrion développé par l’INPG, l’IRI et le CNRS. Il combine les cinq méthodes d’analyses communément utilisées dans la détection d’incidents pour déterminer si un pic correspond bien à une véritable alerte. L’analyse des pics se fait alors de manière automatique: seuils d’alerte et examen du signal étant gérés par la machine. Le logiciel est même capable de s’adapter à une nouvelle éolienne et de s’ajuster à un remplacement de matériel. cm

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Analyse

La 1ère source d’information et de veille technologique pour l’industrie

Le Fil d’Intelligence Technologique Le service de veille technologique par e-mail pour les professionnels de l’industrie EXCLUSIF ABONNÉS

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Société . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Activité . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

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biomédicaments

Le procédé fait la qualité

ccPAGE 26

interview

Philippe Archinard PDG de Transgene ccPAGE 30

Pharmacologie

Les armes du diagnostic personnalisé

ccPAGE 32

oncologie

CTI-Biotech maîtrise la multiplication cellulaire

ccPAGE 34

théraPies innovanntes

Les cellules quittent le labo pour l’usine

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bio-imPression

Des machines à tisser le vivant

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EN COUVERTURE

Bioproduction

Les médicaments à l’ère du sur-mesure Anticorps monoclonaux humanisés, vaccins thérapeutiques, thérapies géniques et cellulaires, tissus imprimés sur mesure : la médecine personnalise toujours plus ses traitements. S’appuyant sur les progrès de la bioproduction, les industriels apprennent à présent à produire ces nouveaux médicaments sur mesure.

ère du médicament pour tous d’éviter les prescriptions inutiles et les hosest révolue. Place à la médecine pitalisations dues aux effets néfastes des personnalisée, ou, plus généra- médicaments mal administrés (page 32). « La lement, « 4P » prédictive, parti- médecine personnalisée conjugue la médecipative, préventive et person- cine thérapeutique avec des outils de moninalisée. Pour créer de la valeur alors que toring de l’activité du médicament, grâce au nombre de leurs blockbusters tombent dans suivi de biomarqueurs spécifiques », explil’escarcelle des génériqueurs, les industriels que le directeur de l’Institut Roche. En paraldu médicament cherchent désormais à fabri- lèle, laboratoires et industriels peuvent s’appuyer sur les avancées quer des médicaments adapde l’ingénierie tissulaire tés aux particularités de pour mettre au point des tispopulations de patients de TOUTE sus plus humains que plus en plus restreintes. Ils UNE paNOpLiE dE ThéRapiEs jamais, destinés à tester profitent en cela du perfec- diTEs leurs médicaments persontionnement des biotechno- « iNNOVaNTEs » nalisés (page 38). Demain, logies, qui permettent mieux OUVRE La VOiE ces nouvelles techniques que jamais de produire en à UNE médECiNE pERsONNaLiséE. d’impression 3D de tissus grande quantité les biomopourraient même servir à lécules ou les cellules les fabriquer des organes sur plus adaptées à chaque traitement (page 26). Précisément, la médecine mesure. C’est qu’outre la définition stricte personnalisée désigne la mise au point de de la médecine personnalisée, toute une traitements qui ciblent des segments précis panoplie de thérapies dites « innovantes » de patients, définis au préalable grâce à des ouvre la voie à une médecine sur mesure. dispositifs de diagnostic in vitro. En dépit Les thérapies cellulaires, thérapies géniques, d’une présentation clinique initiale sembla- ex vivo et in vivo, et thérapies tissulaires ble, la réponse à des traitements parfois très voient leurs premières autorisations de mise coûteux est en effet variable d’un patient à sur le marché arriver. Pour réussir, elles l’autre. Grâce aux pré-diagnostics et à un devront comme les autres passer avec succès meilleur ciblage des patients, il est possible l’épreuve de l’industrialisation. cm

Dans ce laboratoire de l’Inserm, des échantillons de prélèvements tumoraux sont analysés puis conservés pour valider et identifier les nouvelles cibles des traitements anticancéreux.

inSerm

L

NOVEMBRE 2015ccN°981

25

EN COUVERTURE

Biomédicaments Le procédé fait la qualité Les biomédicaments jouent un rôle de premier plan dans l’essor de la médecine personnalisée. Pour s’adresser à des segments de patients précis, ces médicaments personnalisés doivent être produits dans les conditions de reproductibilité strictes qui assurent son efficacité thérapeutique. Grands groupes industriels, fournisseurs et biotechs doivent garantir plus que jamais la qualité de leurs procédés.

L

a médecine personnalisée signe une révolution dans la prise en charge des patients. En affinant la connaissance moléculaire des spécificités de groupes de patients, elle permet d’envisager de traiter de plus en plus précisément chaque avatar des pathologies, et de soigner des maladies graves restées sans traitement avec l’arsenal thérapeutique actuel. À ce jour, 17 médicaments dits de « médecine personnalisée » sont autorisés en France, pour différents types de cancer. Mais la recherche avance à grands pas. Des traitements ciblés sont annoncés dans le domaine des neuropathologies (maladie d’Alzheimer), l’asthme, le diabète ou les maladies cardiovasculaires.

Pour les grands laboratoires pharmaceutiques, l’essor de la médecine personnalisée

constitue un relais de croissance bienvenu.

Elle ouvre une nouvelle voie à l’heure où les médicaments à large cible contre le cholestérol ou le diabète, découverts il y une trentaine d’années, tombent un à un dans le domaine public, et se voient remplacés par des copies génériques. cc Des

traitements ciblés pour soigner les cancers

«D’ici cinq à dix ans, 50% du chiffre d’affaires de Roche sera généré dans le cadre de la médecine personnalisée», affirmait en 2011 Severin Schwan, le directeur général de Roche, pionnier sur ce secteur grâce à sa division Diagnostics.

Molécules chimiques, oligonuclétides, protéines recombinantes, vaccins personnalisés ou encore anticorps monoclo-

naux… la nature de ces médicaments personnalisés est variée. Une tendance s’affirme cependant nettement : le développement croissant des biomédicaments, produits par des organismes ou composants d’organismes vivants. Ces derniers contribuent largement à l’essor de cette nouvelle médecine personnalisée, d’autant plus que, tout comme leurs homologues chimiques, une partie des biomédicaments phares –tels que l’EPO, ou l’Avastin–vont également tomber dans le domaine public d’ici quelques années. Quant aux applications elles-mêmes, l’oncologie contribue pour une très grande part au développement de la médecine personnalisée. La population atteinte du cancer est suffisamment importante pour qu’une fois segmentée en divers groupes, les volumes de production de médicaments ciblés restent importants, sans compter que les traitements habituels dans ce domaine n’obtiennent qu’un taux moyen de réponse de 20%.

Contre cet état de fait, Roche a été l’un des premiers laboratoires à développer les outils de production industriels d’anticorps

Les armes de la médecine personnalisée Les anticorps monocLonaux conjugués

Les vaccins thérapeutiques

Les « ceLLuLesmédicaments »

Les « gènesméDicaments »

Les Lymphocytes t

cils reposent

ccontrairement

cdepuis 2013,

cLes thérapies

cils sont responsables

sur l’assemblage d’un anticorps monoclonal et d’une molécule chimique cytotoxique.

L’anticorps largue la molécule cytotoxique sur les cellules cancéreuses, sans qu’elle ne touche aux cellules saines.

26

aux vaccins classiques, il ne s’agit plus de développer une mémoire à long terme, mais de stimuler le système immunitaire d’un individu malade pour qu’il se défende, en utilisant les mêmes principes d’injection d’un germe affaibli ou tué.

N°981ccNOVEMBRE 2015

les thérapies cellulaires sont considérées comme des « médicaments » à part entière.

Des cellules saines sont produites ex vivo et injectées dans le sang ou appliquées sous forme de patch sur l’organe à traiter.

géniques profitent de la même évolution que les thérapies cellulaires. Une copie fonctionnelle d’un gène déficient est synthétisé en laboratoire et délivré dans les cellules via un virus.

de l’immunité cellulaire, et décident de la destruction des cellules étrangères.

Les lymphocytes T cytotoxiques détruisent directement les cellules infectées par un virus.

BiOpROdUCTiON

anticorps conjugués : les progrès viendront du partenariat monoclonaux thérapeutiques. Dès 1998, il commercialise l’Herceptin aux États-Unis, comme médicament anticancéreux pour les formes de cancer du sein porteuses du récepteur HER2, sur lequel les d’autres traitements sont insuffisamment actifs. Les anticorps s’avèrent particulièrement efficaces pour s’adresser à des formes spécifiques de cancer car ils permettent de cibler des antigènes spécifiques.

l’identité absolue du clone initial

Pierre Fabre

cc conserver

Aujourd’hui standardisé, le schéma de production des anticorps monoclonaux commence par le clonage avec de l’ADN recombinant d’une cellule mammifère, qui doit ensuite produire l’anticorps voulu. Très précieux pour son propriétaire, ce clone initial est stocké et congelé dans une banque « maître » d’où sont dérivés les clones permettant de fabriquer les banques de production. Les cellules de culture y sont rigoureusement identiques et amplifiées jusqu’à 100 millions. Elles forment une usine cellulaire qui produit les anticorps. Puis les anticorps sont extraits, purifiés puis caractérisés pour validation.

Dix millions de cellules peuvent ainsi produire en quinze jours près d’un kilogramme de substance nécessaire pour les premiers essais cliniques, soit pour un lot de mille patients. «Pour notre médicament Pergeta, commercialisé depuis 2013, il faut compter en tout neuf mois de fabrication et environ cinq mille étapes, toutes critiques, explique Patrice Denèfle, directeur de l’institut Roche, une filiale de Roche Pharma France dédiée à la recherche partenariale. Il est crucial que les millions de cellules conservent l’identité absolue du clone initial, grâce à des contrôles qualité effectués à chaque étape ». Nathalie Corvaia, qui dirige les équipes de recherche du centre d’immunologie de Pierre Fabre de SaintJulien en Genevois, confirme : « La qualité du médicament résulte plus que jamais du procédé. Des anticorps produits différemment pourront avoir les mêmes séquences d’ADN mais, par exemple, porter ou non des sucres, qui peuvent induire ensuite une activité différente et donc un médicament inefficace. Le passage des productions de lots cliniques pour les phases I et II aux phases III

en 2017, le groupe pharmaceutique Pierre Fabre prévoit d’amener la phase clinique son premier anticorps immuno-conjugué. « On assiste depuis quelques années à un virage vers les immuno-conjugués, » explique Nathalie Corvaia, directrice du centre d’immunologie de Pierre Fabre de Saint-Julien en Genevois. « Pour mettre au point ces immuno-conjugués innovants, nous avons nos propres cytotoxiques mais pouvons également nous associer avec une société qui dispose d’un cytotoxique, c

ou alors avec une start-up avec des anticorps intéressants.

C’est une démarche nouvelle depuis un an et l’idée est d’ouvrir le champ des possibles.

Qu’une molécule vienne de notre champ interne ou de l’extérieur via des partenariats, l’essentiel est qu’elle apporte un bénéfice clair au patient, et puisse arriver sur le marché.

D’où la nécessité d’aller plus vite et de s’allier avec des partenaires qui auront eu une idée astucieuse. »

pierre Fabre, maîtrise la culture cellulaire pour mettre au point des traitements plus ciblés. elle est effectuée dans un bioréacteur à usage unique.

NOVEMBRE 2015ccN°981

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EN COUVERTURE

cc Biologie

et chimie s’associent pour plus de performance

En parallèle, les technologies d’anticorps elles-mêmes se sont améliorées. Depuis l’Herceptin et Pergeta, tous les deux adressés contre le cancer du sein, Roche a encore fait mieux avec un anticorps « conjugué », Kadcya, qui a obtenu en décembre 2014 son autorisation de mise sur le marché. « L’anticorps HER2 est couplé (conjugué) avec une molécule chimique cytotoxique, qui accélère la mort de la tumeur », précise Patrice Denèfle. Biologie et chimie s’associent donc encore pour mettre au point des médicaments plus performants. Le couple illustre l’élargissement des palettes de connaissances et savoir-faire nécessaires pour arriver à mettre au point des médicaments plus efficaces pour des pathologies précises, dans un marché très concurrentiel. D’où la multiplication des partenariats entre géants de l’industrie (Servier, Sanofi, Pierre Fabre, etc.), petites biotechs innovantes et laboratoires de recherche.

Aucun d’entre eux n’est en mesure de mener, à un coût raisonnable et assez rapidement, l’ensemble des procédés, depuis l’établissement de segments de patients jusqu’à la production finale du

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N°981ccNOVEMBRE 2015

c L’industrie

biopharmaceutique des biomolécules est en pleine évolution, ce qui nécessite un outil de production beaucoup plus souple. en effet, la demande de quantité de produits est réduite grâce au ciblage des patients et la demande croissante de production localisée des pays émergents.

Ge healthcare, fournisseur de matériels pour les industriels du médicament, n’est pas en reste d’idées. « Nous pouvons fournir une usine clés en main, Kubio, en temps record, grâce à une technologie modulaire, explique emmanuel Ligner, directeur global de l’ensemble commercial bioprocess chez Ge Healthcare. L’industriel a ainsi équipé JHL en Chine avec cette solution et projette d’équiper ainsi trois autres usines.

médicament, en passant par la validation des tests cliniques.

Cela est particulièrement vrai pour les vaccins thérapeutiques, qui voient, derrière les anticorps monoclonaux, leurs volumes de production croître. Outre le cancer, ils pourraient représenter des solutions efficaces contre le Sida, pour lequel une dizaine d’essais cliniques sont en cours dans le monde. Ces vaccins thérapeutiques nécessitent des procédés de production adaptés

imodi : tous unis contre le cancer c L’oms

estime que la mortalité liée au cancer devrait augmenter de 51 % entre 2002 et 2030, avec environ 11,5 millions de décès liés à cette pathologie en 2030 dans le monde. Le projet imodi a pour but de faciliter la sélection de nouveaux traitements efficaces contre huit de ces pathologies cancéreuses.

L’initiative française regroupe 18 partenaires dont 4 grands groupes phramaceutiques – Servier, Sanofi, ipsen et Pierre Fabre – pour mettre au point plus de 200 modèles expérimentaux de cancers prédictifs, des produits biologiques dérivés et des tests de sélection de molécules.

2.

à chacun. La plateforme Accinov du pôle de compétitivité Lyonbiopôle peut en témoigner. Dix personnes compétentes en pharmacie, en qualité, ou en gestion de sites de production accompagnent 13 PME et start-up dans des locaux de 6 500 mètres carrés qui abritent laboratoires et unités pilotes de production. La plupart développe des vaccins thérapeutiques. «Nous aidons les biotechs à passer de la paillasse aux premiers essais cliniques. Elles peuvent produire chez nous leurs premiers lots pharmaceutiques, pour lesquels nous pouvons leur donner une solution sur mesure et les faire monter en compétence», explique Stéphanie Colloud, directeur général d’Accinov. Une fois les essais cliniques terminés, la plupart des start-up licencieront leurs technologies à des industriels. La production pharmaceutique nécessite en effet d’un bout à l’autre de la maturité du médicament des normes de qualité très importantes pour respecter les réglementations, et pouvoir obtenir les autorisations de mise sur le marché. Une problématique épineuse lorsqu’il s’agit de produire de nombreux petits lots différents. Les technologies à usage unique, apparues timidement il y a une dizaine d’années et depuis devenues incontournables semblent constituer une réponse satsifaisante. «Tout ce qui est en contact avec le produit est en plastique, des sacs placés dans les bioréacteurs aux tubes de transport des produits, témoigne Stéphanie Colloud. Cela nous permet de gagner

Ge HeaLtHCare

nécessite de passer de productions de 1000 litres à des productions de 5000 à 10000 litres. Il faut donc s’assurer que la structure moléculaire soit restée identique au cours de ces changements d’échelle. D’où l’importance de contrôler analytiquement la biomolécule au fur et à mesure de l’avancée de la production.» Coûteuses, ces méthodes analytiques permettent ainsi de se débarrasser d’un lot de mauvaise qualité avant la fin de production et d’optimiser l’équilibre entre qualité et productivité des cellules, une hausse importante de la seconde pouvant affaiblir la première. «Dans les années 2000, la production était de 1 gramme par litre de culture cellulaire d’anticorps, éclaire Nathalie Corvaïa. Aujourd’hui, elles produisent 10 grammes par litre d’anticorps. Nous sommes arrivés à cela en optimisant l’unité de base de la production et l’insertion par l’anticorps de l’ADN codant. Nous avons aussi amélioré les nutriments dans le milieu de culture.»

1.

ge healthcare : l’ère des usines « plug and play »

BiOpROdUCTiON

1. GE dĂŠveloppe des programmes informatiques qui permettent de contrĂ´ler et prĂŠdire tout au long de la production la qualitĂŠ dâ&#x20AC;&#x2122;un lot.

2. Les 1 200 m2 de modules prÊfabriquÊs de Kubio sont assemblÊs selon les besoins du client, avec une chaÎne de production complète.

3. Les technologies Ă usage unique Ready-to-Process de GE Healthcare permettent la production de lots de plus petites quantitĂŠs.

3.

du temps sur lâ&#x20AC;&#x2122;approvisionnement, la qualiďŹ cation des ĂŠquipements, tandis que les opĂŠrations de nettoyage coĂťteuses en temps sont supprimĂŠes.Âť ÂŤ Cela fait partie de ce que nous nommons plus gĂŠnĂŠralement le ďŹ&#x201A;exible manufacuring Âť, confirme Emmanuel Ligner, directeur global de lâ&#x20AC;&#x2122;ensemble commercial bioprocess chez GE Healthcare, qui fournit les sociĂŠtĂŠs de biotechnologies en ĂŠquipements. La mĂŠdecine personnalisĂŠe implique aussi un ďŹ&#x201A;ux de donnĂŠes plus important en la sTRUCTURE raison de lâ&#x20AC;&#x2122;approche mOlĂŠCUlaiRE molĂŠculaire plutĂ´t que dOiT REsTER idENTiqUE ENTRE la phasE thĂŠrapeutique dans la dE TEsT ET la pROdUCTiON conception et la produc- Ă plUs gRaNdE ĂŠChEllE. tion des molĂŠcules. Nous avons lâ&#x20AC;&#x2122;ambition dâ&#x20AC;&#x2122;y rĂŠpondre en dĂŠveloppant des logiciels prĂŠdictifs. Grâce aux traitements des nombreuses donnĂŠes de production, ils surveillent au plus près la qualitĂŠ de ces molĂŠcules. In ďŹ ne, nous ne sommes plus fournisseurs, mais intĂŠgrateurs des procĂŠdĂŠs dans lâ&#x20AC;&#x2122;usine.Âť Plus grande implication des fournisseurs, multiplication des partenariatsâ&#x20AC;Ś les gĂŠants pharmaceutiques doivent apprendre Ă travailler Ă plusieurs pour personnaliser leurs mĂŠdicaments, et concevoir plus qualitativement que jamais les mĂŠdicaments quâ&#x20AC;&#x2122;ils proposent. cm cc PHILIPPE PASSEBON ppassebon@industrei-technologies.com

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Ge HeaLtHCare

EN COUVERTURE

Philippe Archinard PDG de Transgene

La France doit réussir le virage des vaccins thérapeutiques

mieux prendre en compte les particularités génétiques et physiologiques des patients, pour aboutir à des thérapies ciblées et aux probabilités d’efficacité plus grandes. C’est une révolution dans la façon d’appréhender les traitements, qui répond en outre aux besoins médicaux non satisfaits. C’est particulièrement le cas en oncologie, grâce à une meilleure compréhension des mécanismes biologiques et au développement de biomarqueurs spécifiques à chaque segment de patients.

Quel rôle jouent les molécules issues du vivant dans cette médecine?

P. A. : Sans trop se tromper, on peut prédire

que la très grande majorité des traitements sera demain basée sur des biomolécules. En oncologie et en immunologie, 90 % des nouvelles molécules enregistrées sont des biomolécules. Historiquement, les protéines thérapeutiques sont les premières à être commercialisées en masse sur le marché. Les anticorps monoclonaux sont ensuite arrivés dans les années 1990. Depuis quelques années, des approches de vaccinations thérapeutiques arrivent à maturité.

Elles visent à stimuler les défenses immunitaires au moyen de «DNA vaccins» ou de virus. C’est aussi le cas des premiers virus oncolytiques, qui ont la capacité de se multiplier dans les tumeurs. Plus récemment, l’approche de la thérapie cellulaire permet d’aller encore plus loin dans la personnali-

30

N°981ccNOVEMBRE 2015

ccPARCOURS PARCOURS

Titulaire d’un doctorat en biochimie, puis formé à la Harvard Business School, Philippe Archinard est président de Lyon Biopôle et PDG de la société Transgene.

Avant cela, il a passé quinze années chez BioMérieux.

sation: on part du patient pour retourner au patient. La thérapie génique a connu quant à elle des débuts difficiles dans les années 2000 mais fait la preuve aujourd’hui d’une très bonne efficacité.

L’essor de la médecine personnalisée incite-t-il les sociétés pharmaceutiques à revoir leur manière de produire?

P. A. : L’externalisation de plus en plus

importante de la R&D est une tendance générale des grands groupes pharmaceutiques. La médecine personnalisée les oriente vers des approches translationnelles et une articulation toujours plus étroite entre recherche industrielle et recherche clinique. Historiquement, les grands groupes pharmaceutiques cherchent à produire un médicament en grand volume pour le plus gros marché possible. Aujourd’hui, une plus forte pression des systèmes payeurs exige des groupes pharmaceutiques qu’ils justifient mieux les prix des médicaments sur un rapport bénéfice/coût, plus impor-

tant sur les populations ciblées, où les médicaments sont plus efficaces. La congruence d’avancées technologiques et scientifiques et l’intérêt économique poussent ainsi les grands groupes à se tourner vers la médecine personnalisée.

La France a-t-elle une carte spécifique à jouer dans la bioproduction?

P. A. : Comme dans le domaine des sciences

du vivant, la France a un rôle à jouer. Plus il y a de molécules enregistrées et plus il y a de besoins de produire. La France a raté le virage de la bioproduction des anticorps monoclonaux. J’espère qu’elle réussira celui des vaccins thérapeutiques. Nous pouvons capitaliser pour cela sur un savoir-faire français historique, notamment celui de Sanofi dans la production de vaccins, dont le modèle de production est proche. cm ccPROPOS RECUEILLIS PAR PHILPPE PASSEBON ppassebon@industrie-technologies.com

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Quelles perspectives sont ouvertes par la médecine personnalisée ?

P. A. : La médecine personnalisée permet de

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Pharmacologie Les armes du diagnostic personnalisé De plus en plus performantes et de moins en moins coûteuses, les technologies de diagnostic in vitro fournissent aux entreprises pharmaceutiques les moyens d’adresser précisément leurs médicaments. Elles stimulent la conception d’outils de séquençage de plus en plus rapides et préparent l’avènement de la médecine des 4P : prédictive, personnalisée, participative et préventive.

L

’idée de diagnostic personnalisé n’est pas nouvelle. Depuis longtemps déjà, les diabétiques testent leur glycémie plusieurs fois par jour avant de s’injecter la bonne dose d’insuline. Mais la notion de diagnostic personnalisé a pris une nouvelle dimension avec l’avènement de la biologie moléculaire et la découverte des premiers marqueurs biologiques. Ces biomarqueurs permettent de spécifier précisément un état pathologique. Ils ont notamment permis les premières thérapies ciblées dans le cancer du sein. Pour parvenir à identifier

ces cibles biologiques propres à chaque cancer, les médecins analysent un échantillon de tissus prélevé par biopsie, des urines ou du sang. cc Choisir

le meilleur protocole thérapeutique

Un marqueur biologique est spécifique d’un cancer, mais aussi de son développement ou de sa rémission. La présence ou l’absence de ces molécules à la surface des cellules tumorales permettent d’adapter les thérapies et de suivre l’évolution de la maladie.

Le récepteur ERCC1 apparaît par exemple

comme un marqueur prédictif de la résistance à certains traitements dans les cancers bronchiques à petites cellules. Le médecin peut alors choisir le meilleur protocole thérapeutique pour le patient.

Le diagnostic personnalisé ne repose pas seulement sur la présence de marqueurs biologiques. Il passe aussi par le séquençage génétique de la tumeur. Essentiellement utilisé dans les cancers du poumon, du colon et les mélanomes, il est primordial pour l’équipe médicale de connaître les mutations génétiques qui se cachent derrière les différents sous-types de cancer.

Ainsi depuis 2009, les scientifiques français participent au programme International Cancer Genome Consortium qui vise à établir une base de données internationale des altérations génétiques spécifiques d’une cinquantaine de cancers. C’est d’ailleurs en s’appuyant sur ces mutations que les firmes

Santé connectée : le suivi des patients en temps réel c Lentilles, patchs ou encore

à un appareil connecté, et en fonction du résultat, la pompe à insuline se déclenche ou non pour répondre aux besoins du patient». Aux États-Unis et en Grande-Bretagne, les autorités de santé viennent d’agréer une coque d’iPhone capable d’enregistrer des électrocardiogrammes.

Il suffit au patient d’apposer trois doigts sur la coque et l’examen cardiaque est directement transmis au médecin ou aux urgences.

Plusieurs objets connectés permettent de surveiller via un smartphone la santé. Ici, un patch contrôle la température d’un bébé. à gauche, la lentille permet de suivre en continu la glycémie chez un aldulte.

D. R.

bracelets, depuis quelques années les objets connectés dédiés à la santé se multiplient. La dernière innovation est signée Google et Novartis et consiste en des lentilles de contact pour diabétiques capables de mesurer la glycémie.

Pour le Docteur Vincent Varlet, président du Lab e-sante, c’est une révolution.

«La lentille mesure la glycémie dans les larmes puis transmet l’information

32

N°981ccNOVEMBRE 2015

biOpROdUCTiON

Identifier les biomarqueurs pour fixer le bon médicament c Un biomarqueur

est une molécule présente à la surface ou à l’intérieur des cellules tumorales.

Il peut s’agir, par exemple, de protéines. Ces biomarqueurs sont utilisés de façon courante aujourd’hui pour le diagnostic mais également pour suivre l’évolution d’un cancer, c’est notamment le cas pour le cancer du sein.

«Dans 70% des cas du cancer du sein, les cellules cancéreuses présentent à leur surface des biomarqueurs, en l’occurrence

pharmaceutiques développent leurs traitements ciblés. Lorsqu’en 2012 les laboratoires Abbott et Pfizer commercialisent le Xalkori (crizotinib), l’anticancéreux est mis sur le marché avec son diagnostic compagnon. Aujourd’hui seuls les patients atteints d’un cancer du poumon et porteurs de l’altération génétique spécifique sont traités par le Xalkori. Idem pour Novartis, dont le traitement dans une certaine forme de leucémie, n’est instauré qu’après une recherche de biomarqueurs spécifiques à la surface des cellules tumorales. cc Rechercher

D. R.

génétiques

des prédispositions

De l’identification des biomarqueurs spécifiques de l’activité d’un gène à l’analyse du génome lui-même, il n’y a qu’un pas.

Pour le biologiste cellulaire Thierry Maudelonde, c’est même l’avenir du diagnostic in vitro. « On sait aujourd’hui que pour certaines femmes la pilule contraceptive s’apparente à un facteur de risque alors que pour d’autres c’est un facteur protecteur. L’étude de leur génome en amont permettrait donc d’adapter la contraception en minimisant les risques de cancer du sein. Une recherche des gènes de prédisposition à ce type de cancer est déjà pratiquée chez les jeunes femmes dont la mère et la grand-mère ont été traitées pour un cancer du sein. L’analyse de prédisposition génétique coûte très cher, mais la prévention reste encore 1 000 à 10 000 fois moins coûteuse que les

des récepteurs aux œstrogènes.

En bloquant ces récepteurs grâce à une molécule développée par l’industrie pharmaceutique, le Tamoxifène, on peut agir sur la croissance des cellules cancéreuses», explique le professeur Thierry Maudelonde, biologiste cellulaire et tumoral au CHRU de Montpellier.

«Aujourd’hui encore, une mise en évidence de ces récepteurs est indispensable avant l’instauration d’un traitement à base de Tamoxifène», souligne-t-il.

Pour suivre l’évolution d’un cancer du sein (photos) et trouver le bon traitement il est indispensable aujourd’hui de mettre en évidence les biomarqueurs spécifiques.

traitements. Et avec l’avancée technologique, cela devrait encore se réduire », argumente le médecin. C’est dans ce sens que travaillent les industriels tels que Roche, Abbott ou Illumina, spécialistes des produits de diagnostic in vitro. Roche Diagnostic a ainsi choisi d’acquérir en août dernier deux sociétés, GeneWeawe, spécialisée en diagnostic microbiologique et Kapa Biosystems, expert en réactifs enzymatiques pour le séquençage de nouvelle génération. Avec l’idée de proposer aux biologistes des machines « tout en un ». L’analyse d’un échantillon d’ADN se déroule en trois étapes. Le fragment d’ADN est tout d’abord extrait du tissu prélevé chez le patient par biopsie, puis amplifié grâce à des enzymes avant d’être analysé par un séquenceur. La société américaine Illumina, leader sur le marché, commercialise déjà des machines capables d’extraire et d’amplifier l’ADN en même temps, celles de Roche Diagnostic devraient envahir les laboratoires d’ici 2016. Ainsi dans le cancer du sein où 72 régions génomiques sont à étudier, avec l’avènement des nouveaux séquenceurs, seules deux à trois semaines suffisent à l’analyse. Il y a dix ans encore, les biologistes ne pouvaient séquencer qu’un seul échantillon à la fois, ils peuvent désormais en analyser plusieurs en même temps et obtenir un volume de données beaucoup plus important. « Plus rapide, plus sensible et reproductible, le diagnostic personnalisé coûte de moins en moins

cher. Alors qu’il y a quelques années un séquençage d’exome avoisinait les 1 000 euros, aujourd’hui, il est réduit à 100 euros», précise Carole Donne-Goussé, chef de projet chez Roche Diagnostic.

«Nous prévoyons même d’ici 2016, la commercialisation de trousses de diagnostic spécifiques, avec des kits de réactifs prêts à l’emploi, sensibles à certaines mutations génétiques, comme celles que l’on retrouve dans le VIH ou les leucémies ». cc Cartographier

les spécificités de chaque maladie

Le prélèvement de l’échantillon d’ADN par biopsie, notamment chez les patients atteints de cancer, reste encore un frein au diagnostic personnalisé de masse. L’avenir se trouve donc dans l’analyse de l’ADN tumoral circulant. Les futurs séquenceurs de 4e génération prévus pour 2017 devraient apporter des réponses à ces besoins. Le recensement des biomarqueurs et la connaissance du génome progresse de pair vers une cartographie toujours plus précise des spécificités de chaque maladie. Déjà incontournable dans le domaine de l’oncologie, le diagnostic in vitro commence à s’étendre à d’autres pathologies, comme l’asthme, l’autisme ou la maladie d’Alzheimer. Et stimule l’inventivité des spécialistes pour fournir des outils de diagnostic et de dépistage toujours plus performants. cm ccpauline michel redaction@industrie-technologies.com

NOVEMBRE 2015ccN°981

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EN COUVERTURE

Oncologie CTI-Biotech maîtrise la multiplication cellulaire CTI-Biotech produit des lignées cellulaires de tissus cancéreux, notamment pour Sanofi, Ipsen, Pierre Fabre ou Servier. Ces derniers les utilisent pour tester des médicaments ciblés. Reportage.

P

our installer la dizaine de chercheurs dédiés à la production de cellules cancéreuses, CTI-Biotech a fait le choix d’un bâtiment lumineux. Doté de baies vitrées, qui jouent aussi le rôle de cloison, ce laboratoire de la région lyonnaise s’offre au regard d’un seul coup d’œil. ««Nous Nous pensons que cela favorise le plaisir de travailler, surtout pour des manipulations qui doivent durer plusieurs heures», heures », explique le docteur Nico Forraz, cofondateur et directeur adjoint de l’institut de recherche en thérapie cellulaire. cc Établir

la carte d’identité d’une tumeur cancéreuse

Fondé en 2008, l’institut est spécialisé dans la production de modèles cellulaires in vitro pour la recherche contre le cancer, qu’il met à disposition de nombreux acteurs. Partir de zéro coûte en effet cher. Les grosses entreprises pharmaceutiques sont donc nombreuses à préférer fonctionner en mode partenarial. C’est le cas de Pierre Fabre, Ipsen, Sanofi et Servier. Tous participent depuis 2013 au projet Imodi, pour lequel CTI-Biotech fournira de nouveaux modèles d’études de tumeurs, en vue de la réalisation de leur ««carte carte d’identité». d’identité ». Une première étape vers des traitements ciblés, adaptés à huit formes de cancers spécifiques. spécifiques. Le projet inclut aussi une biobanque centralisée de plus de 40 40000 000 échantillons biologiques pour de futures recherches. cm ccPHILIPPE PASSEBON ppassebon@industrie-technologies.com

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biOpROdUCTiON

MULTIPLICATION c Quelques heures après avoir été prélevée chez le patient, la biopsie arrive au laboratoire. Elle est découverte dans des conditions proches de celles d’une salle d’opérations : gants, hotte stérile, nettoyage des tubes à l’alcool, etc.

La pièce tumorale, solide, est placée dans un broyeur. Elle s’y décompose en solution, sous la double action des enzymes et du broyage mécanique. Les cellules tumorales en solution sont réactivées en étant placées dans un incubateur à la température du corps humain (37 °C). La multiplication peut alors commencer.

Un chercheur vérifie régulièrement la viabilité de l’échantillon en comptant les cellules mortes et vivantes. Les échantillons issus de la biopsie initiale connaissent ensuite des avenirs différents.

CARACTÉRISATION c Les cellules tumorales révèlent leur identité grâce à la caractérisation des biomarqueurs.

Ces protéines présentes à la surface de la cellule déterminent l’activité de la tumeur et sa réponse aux traitements. Au microscope, elles sont caractérisées grâce à des anticorps qui s’attachent à elles, puis identifiées avec des molécules fluorescentes liées aux anticorps.

Au cytomètre à flux, jusqu’à 14 biomarqueurs différents peuvent être identifiés en même temps et comptés soit par cellule, soit sur l’ensemble de l’échantillon.

AMPLIFICATION c D’autres échantillons restent dans l’incubateur, sous étroite surveillance.

Leurs évolutions y sont surveillées. Les échantillons les plus « agressifs » sont repiqués, et amplifiés pour en faire des modèles mis en banque ou directement envoyés à d’autres laboratoires au bout de trois mois.

Le bon modèle – une tumeur miniature – est celui qui exprime bien les marqueurs identifiés en parallèle au microscope et au cytomètre à flux, et qui puisse produire d’autres modèles aux mêmes caractéristiques et même temps de doublement. Les modèles sont amplifiés et cultivés « en 3D » dans deux types de bioréacteurs différents.

CONSERVATION c Placée au centre du laboratoire, la bio-banque du projet Imodi représente

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P. GUITTET POUR INDUSTRIE ET TECHNOLOGIES

un enjeu stratégique pour les laboratoires et les industriels partenaires du projet. Elle permet de conserver durablement des modèles de tumeurs pour les étudier sur plusieurs années. Contrairement à ce qui se fait habituellement, les échantillons ne sont pas plongés directement dans l’azote liquide, avec lequel les tubes en plastique réagissent mal, mais placés au sein de cuves à double peau dans lesquelles circule l’azote.

44 500 échantillons sont déjà stockés dans la cuve, pour une capacité actuelle de 250 000, appelée à grossir. 40 modèles de tumeurs différentes ont été stockés depuis deux ans, pour un objectif de 200 modèles sur sept ans. À charge ensuite aux industriels d’utiliser les modèles pour en parfaire la carte d’identité, et de tester de nouveaux médicaments ciblés pour chaque type de tumeur.

3

EN COUVERTURE

Thérapies innovantes Les cellules quittent le labo pour l’usine Thérapie cellulaire et thérapie génique. Des noms dignes de la science-fiction qui représentent une réalité déjà bien en marche.

Quelques médicaments seulement de ce type sont autorisés sur le marché. Beaucoup d’autres devraient suivre mais pour cela les cellules doivent quitter la paillasse pour l’usine qui devra, elle, s’adapter aux contraintes du vivant.

S

oigner à coup de cellules souches et grâce aux manipulations de l’ADN ne relève plus de la futurologie ! La culture de cellules humaines vivantes au sein de l’industrie a beau impliquer tout un lot de problèmes éthiques, moraux et tout simplement techniques, les « médicaments de thérapies innovantes » (MTI) sont reconnus comme « médicaments » depuis 2013.

Certains traitements comme la greffe de moelle osseuse font même parties de l’arsenal des médecins depuis les années 70.

Tandis que cette thérapie cellulaire utilise directement les cellules comme médica-

ment, les thérapies géniques, elles, utilisent les cellules comme support pour produire des virus inoffensifs capables de corriger les fonctions déficientes du patient. Deux réalités qui impliquent des exigences de production bien différentes. cc Le

passage aux gros volumes impose d’autres process

La plus récente des deux thérapies, la thérapie génique, est la plus prometteuse. En Europe, le premier médicament du genre a été approuvé en 2012. Sur le papier, il n’est pas une pathologie qui puisse y résister, que ce soit par réparation ou par amélioration

de l’ADN du patient. La thérapie génique possède l’avantage de s’adapter aux obligations d’une augmentation de la production.

C’est ce qui s’est passé lors du passage aux quantités semi-industrielles utilisé au sein du laboratoire Généthon Bioprod de l’AFMTéléthon. Sur la paillasse, les chercheurs utilisaient des cellules adhérentes qui devaient obligatoirement être fixées à un substrat, limitant ainsi leur propagation dans un environnement à deux dimensions. L’utilisation de cellules en suspension capables de proliférer dans toutes les directions leur permet aujourd’hui de produire les virus dans des réacteurs d’une capacité de 200 à 400 litres. Une transformation digne du passage de l’artisanat à l’industrie. « Les bioréacteurs permettent une plus grande reproductibilité et un travail en circuit fermé, indique Frédéric Revah, directeur de Généthon. Mais il faut répondre à des standards qui n’étaient pas imposés aux

c Début

octobre, l’association a annoncé la création du «plus grand centre européen de développement et production des thérapies innovantes» qui sera opérationnel dès 2019.

Ces 13000 m² situés à Évry (essonne) permettront à Généthon Bioprod d’augmenter sa production arrivée à saturation. au programme: thérapie cellulaire mais surtout thérapie génique dans laquelle le laboratoire est précurseur.

Les chercheurs utilisent déjà

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des bioréacteurs de 200 litres pour fabriquer les cellules productrices de virus génétiquement modifiés. une fois le virus infiltré dans les cellules du patient, les brins d’aDN du virus modifient le matériel génétique malade. une technique ressemblant aux vaccins: apprendre au corps à se défendre plutôt que de s’attaquer à la maladie.

Dans le cas des cancers, l’espoir est de «réparer » les cellules proliférantes.

Chez Généthon Bioprod les cellules sont cultivées dans des bioréacteurs de 200 litres. Quatre salles accueillent six à dix cuves de ce type.

J.P. PouTeau

Généthon Bioprod industrialise la production de gènes médicaments

biOpROdUCTiON

Culture intensive de moelle pour réparer les os c Pour

aider les os à se réparer, l’entreprise Belge Bone Therapeutics utilise deux médicaments, l’un Autologue (Preob) et l’autre allogénique (Allob).

Deux cures mais deux procédés de fabrication assez proches: les cellules prélevées dans la moelle osseuse du patient ou des donneurs sont récupérées puis sélectionnées (une pour 10000). Elles sont ensuite cultivées ex-vivo dans des boîtes de culture, à des productivités loin de celles des réacteurs de l’industrie chimique.

Le vivant a ses contraintes que la chimie ignore.

L’un des problèmes est l’adhérence des cellules forçant le laboratoire à empiler

des boîtes pour augmenter la production. Pour pousser les cellules non différenciées à se transformer de la bonne façon, il faut en effet effectuer jusqu’à 6 et 10 «passages», soit des changements de milieu impliquant à chaque fois un «décrochage» des cellules.

Travailler le vivant impose aussi de ne pas stériliser le produit en fin de chaîne et de conserver une atmosphère fermée tout au long du processus.

Des contraintes qui poussent Bone Therapeutics à se tourner vers l’automatisation même si les manipulations se font encore aujourd’hui par des techniciens, les deux bras dans des « boîtes à gants ».

laborantins, le processus doit être plus robuste et certains transferts d’échelle sont impossibles.» Ainsi, l’ultracentrifugation, utilisée pour séparer les virus du reste du bouillon de culture dans les tubes à essai, devient impraticable lors du passage aux gros volumes. Des techniques de chromatographie par affinité d’anticorps ou par résines échangeuses d’ions ont dû être développées. Même avec ces transformations profondes, les coûts sont importants et la productivité reste faible. À raison de 1015 virus par doses (107 pour les vaccins), de huit semaines d’incubation et de trois mois de contrôle pour chaque série de médicament, moins d’une dizaine de personnes peuvent être traitées chaque année avec un réacteur. Sans compter que chaque patient a besoin d’un nombre de doses variable.

débuts de l’automatisation de la chaîne de production

BsiP

cc Les

Pour la thérapie cellulaire en revanche, les cellules-souches sont les médicaments euxmêmes. C’est à la production de s’adapter au vivant. Greffe de moelle osseuse, de peau, peut-être un jour d’organe, cette thérapie offre de belles promesses aux médecins et des sites de production sont déjà en compétition. Filiale du groupe pharmaceu-

tique LFB, la plateforme de Cell For Cure ouverte en 2013 peut produire 5000 doses de médicament autologue par an grâce à huit lignes de production. Dans ce cas, les cellules sont prélevées sur un patient, multipliées puis différenciées, et réinjectées chez le même patient. Pour le médicament allogénique –un seul donneur fournit de nombreux patients – 1 million de doses peuvent sortir chaque année. Lorsque

Les contraintes du bioréacteur La susPension cCertaines cellules sont « adhérentes » et nécessitent d’être en contact avec un substrat ce qui est impossible dans une cuve.

L’oxyGène cPour un développement homogène du « bouillon de culture » les quantités d’oxygène et de nutriments doivent être rigoureusement les mêmes en tous points.

Le ConTrôLe cune hétérogénéité, même faible, oblige à pratiquer un contrôle des cellules en sortie de réacteur. une vérification aujourd’hui non standardisée.

Des cellules prélevées dans la moelle osseuse sont mises en culture puis injectées au niveau d’une fracture pour régénérer l’os.

l’autologue fait du sur-mesure, l’allogénique fait dans la thérapie cellulaire de masse!

Mais toutes deux font face à d’importantes contraintes lorsqu’il s’agit de gagner en volume. «Le bioréacteur, ce n’est pas pour tout de suite, pronostique Enrico Bastianelli, PDG de Bone Therapeutics, spécialisé dans la réparation des os. Il est difficile de garder des caractéristiques homogènes dans un réacteur. L’homogénéité est pourtant essentielle à la différenciation des cellules souches. Aujourd’hui nous en sommes à empiler les boîtes de culture.» Cette limite n’empêche pas l’entreprise de penser à la robotisation. La stérilisation de la ligne de production en serait facilitée et la nécessité de produire en continu moins contraignante. Une automatisation totale de la chaîne de production n’est cependant pas pour demain. Principal obstacle à surmonter : les bonnes pratiques de fabrication (GMP) qui doivent être mises en place. À l’heure actuelle le simple contrôle des cellules médicaments produites en bout de chaîne n’est pas standardisé. Un problème de taille pour rivaliser avec l’industrie pharmaco-chimique. cm ccbaptiste Cessieux bcessieux@industrie-technologies.com

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EN COUVERTURE

Bio-impression Des machines à tisser le vivant Vascularisation, personnalisation, architecture complexe… Les techniques d’ingénierie tissulaire classiques se heurtent à plusieurs limites. Pour surmonter ces obstacles, de plus en plus de laboratoires se tournent vers la bio-impression. Utilisée aujourd’hui dans la cosmétique, cette technologie de rupture participe au développement de thérapies personnalisées et de greffons sur mesure.

À

l’avenir, les grands brûlés pourront se faire directement imprimer des greffes de peau sur leurs brûlures.

La start-up bordelaise Poietis vient, en effet, de se voir accorder aux États-Unis et au Japon un brevet permettant d’imprimer une greffe de peau in vivo et in situ, c’est-à-dire directement sur la blessure du patient. Cet exemple spectaculaire n’est qu’une des illustrations que laisse entrevoir la révolution du bioprinting (ou bio-impression en français). Encore balbutiantes, ces

techniques devraient jouer un rôle majeur dans l’envolée attendue du marché de l’ingénierie tissulaire. Évalué à 15 milliards de dollars en 2014, il pourrait doubler d’ici 2018, selon les dernières estimations de MedMarket Diligence. cc Assembler

couche par couche des cellules vivantes

La bio-impression repose sur les principes de l’impression 3D et consiste à l’assemblage couche par couche des consti-

tuants de tissus biologiques, comme la cornée, la peau, ou le cartilage, à partir de fichiers numériques. Ces derniers permettent alors de définir le positionnement initial des cellules et de la matrice extracellulaire et d’anticiper leur différenciation. La conception assistée par ordinateur permet ainsi de guider l’autoorganisation cellulaire qui s’effectue pendant la période de maturation du tissu bio-imprimé. On parle alors de bioimpression 4D pour prendre en compte cette dimension temporelle, qui n’intervient pas dans la fabrication additive de matériaux inertes. Il s’agit d’une phase clé pendant laquelle émergent des fonctions biologiques spécifiques selon le tissu visé. Cette approche connaît actuellement un véritable engouement.

CiNq TEChNOs pOUR façONNER lEs CEllUlEs

1

c un piston éjecte des cellules en alternance avec un hydrogel, à travers des micro-aiguilles au diamètre défini.

Très répandue, cette approche est notamment utilisée par Organovo et permet d’obtenir des tissus épais de quelques centimètres.

38

Le jet D’encre

2

c oxsybio a détourné la technologie de la bureautique.

Le jet est induit par une tension piézoélectrique.

Le volume des microgouttelettes dépend de cette tension.

Une variante, qui fonctionne par impulsion thermique, est utilisée par Tevido.

N°981ccNOVEMBRE 2015

La Bioimpression par vannes

3

c cette technique se rapproche de l’extrusion car le liquide est aussi mis sous pression.

Des vannes s’ouvrent pendant des temps très courts et permettent de faire passer l’encre biologique. Plus onéreuse, elle est utilisée par RegenHU.

La Bioimpression acoustique

4

c L’encre biologique est placée sur une microcuvette.

On focalise des ondes acoustiques qui induisent la formation d’un jet. Les cellules ne subissent pas de contraintes de cisaillement.

Cette approche est développée par Uktan Demirci à Stanford.

La Bioimpression par Laser

5

c L’impulsion laser permet d’éjecter les microgouttelettes de cellules.

Utilisée par Poietis, cette technique coûteuse permet d’imprimer avec une très haute résolution et d’obtenir 100 % de viabilité cellulaire.

D. R.

La Bioextrusion

biOpROdUCTiON aVEC pOiETis, la pEaU s’impRimE paR lasER

maturation du tissu

épiderme bioimprimé

c Une impulsion laser se réfléchit sur un miroir. Elle est focalisée par une lentille à l’interface d’une plaque de verre, recouverte d’un film de bioencre, et crée un jet qui permet de déposer les microgouttelettes en 3D avec une précision micrométrique.

c Les cellules communiquent entre elles et interagissent avec la matrice extracellulaire pour adopter des organisations spécifiques desquelles émergeront certaines fonctions biologiques.

c L’échantillon d’épiderme, structuré en plusieurs couches et bioimprimé sur un derme mort, sera utilisé pour tester les actifs chimiques intégrés dans les produits cosmétiques.

F. RobeRt

impression « haute couture »

« Aujourd’hui, près d’une centaine de laboratoires travaillent sur le bioprinting alors qu’en 2009 une conférence sur le sujet n’avait réuni que 60 chercheurs », témoigne Fabien Guillemot, fondateur de la start-up Poietis, issue de recherches menées à l’Inserm Bordeaux. Côté marché, on dénombre une quinzaine d’entreprises, dont le business model repose essentiellement sur la vente de bio-imprimantes aux procédés variés selon les marques. Parmi elles, RegenHU, Fabion, Bio3D Technologies, CyfuseBiomedical, Next21 ou encore BioBots et Aspect Biosystems. cc Automatiser

la production de peau pour tester des molécules

Si les techniques de bioprinting se développent à vitesse grand V c’est pour surmonter une série d’obstacles sur lesquels buttent les techniques conventionnelles de l’ingénierie tissulaire. Ce domaine de recherche consiste à stimuler la régénération de tissus déficients et la génération de tissus sains à l’aide de trois éléments clés: des cellules, un échafaudage et des facteurs de croissance.

«Ces techniques souffrent d’un manque de reproductibilité. Il s’agit de méthodes artisanales où l’on contrôle encore très mal la distribution des cellules » note Fabien Guillemot. L’ingénierie tissulaire classique peine également à produire des structures personnalisées du fait de la complexité de l’architecture des tissus alors que certaines bio-imprimantes permettent d’ores et déjà

d’imprimer jusqu’à cinq types cellulaires différents. Autre enjeu de taille: la vascularisation des tissus. «Elle concerne tous les organes, à l’exception de la cornée et du cartilage. Elle permet d’apporter les nutriments nécessaires aux cellules et d’évacuer les déchets» explique Fabien Guillemot, qui planche en collaboration avec le laboratoire BioTis de l’Inserm Bordeaux sur cette problématique. « Aujourd’hui, nous sommes capables d’imprimer des cellules vasculaires. L’enjeu consiste désormais à déterminer les conditions d’organisation des cellules pour les orienter de façon à former un réseau », poursuit, confiant, le chercheur-entrepreneur. Plus généralement, l’approche automatisée du bioprinting permettrait de générer des gains de temps non négligeables.

Ces promesses séduisent de plus en plus les géants de la cosmétique. L’Oréal a ainsi récemment noué un partenariat avec le spécialiste américain du bioprinting Organovo pour automatiser sa production d’échantillons de peau afin de tester les effets de ses nouvelles molécules, alors que le géant allemand BASF, qui développe des actifs chimiques intégrés dans les produits cosmétiques, collabore depuis quelques mois avec le français Poietis. Même démarche pour la start-up lyonnaise LabSkin Creations, spécialisée dans la fabrication de modèle de peaux reconstruites, qui teste actuellement les techniques de bioprinting avec l’Institut

de chimie et biochimie moléculaires et supramoléculaires (ICBMS) de l’université de Lyon. À l’origine de la plateforme 3D Fabric Advanced Biology. L’institut a mis au point une bioimprimante lowcost en détournant une imprimante 3D à extrusion du fabricant Tobeca. « Nous visons actuellement des collaborations avec des cliniciens et des chirurgiens.

Nous sommes particulièrement en contact avec le laboratoire de substituts cutanés de l’hôpital Edouard-Herriot de Lyon », ajoute Léa Pourchet, ingénieur en charge de la plateforme. cc Imprimer

du tissu à partir des propres cellules du patient

En effet, outre ces premières applications cosmétiques, les grands enjeux du bioprinting résident dans la médecine régénératrice et personnalisée. Dans cette optique, Organovo a noué, en avril dernier, un partenariat avec le laboratoire Merck. Dans le cadre de cette collaboration, l’entreprise allemande va acheter des échantillons de tissus de foie imprimés par Organovo et développer différents modèles de tissus personnalisés dans le cadre du développement de nouveaux médicaments. De son côté, la startup Poietis s’intéresse aux acteurs de l’industrie pharmaceutique pour les aider à développer des chimiothérapies adaptées aux patients. « L’idée est d’utiliser les cellules tumorales du patient pour impriNOVEMBRE 2015ccN°981

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un gel de cartilage pour fabriquer des nez à façon se dédifférencient.

Pour amplifier le réservoir de chondrocytes, les chercheurs utilisent deux cocktails.

Le premier permet d’assurer la prolifération cellulaire et le second agit sur la différenciation des cellules en chondrocytes pour produire du cartilage. Le processus d’amplification dure une dizaine de jours et le développement du cartilage sur la maquette environ trois semaines.

«Grâce à cette approche, on personnalise à la fois la structure et l’architecture interne de l’implant» conclut Frédéric Mallein-Gérin, qui cherche un partenaire pour commercialiser le procédé d’ici trois à quatre ans.

mer des tissus tumoraux sur lesquels on pourrait venir tester in vitro l’efficacité du cocktail de médicaments pour développer des solutions thérapeutiques, en l’occurrence une chimiothérapie, personnalisées », détaille Fabien Guillemot. Une pratique qui pourrait voir le jour à l’horizon 2020. « Il faut voir ça de façon graduelle. Il existe différents niveaux de personnalisation. Il y a d’abord la stratification qui permet d’identifier une population de patients selon certains traits génétiques et d’utiliser, en fonction, un tissu pour réaliser les tests. L’étape suivante consiste effectivement à imprimer le tissu à partir des propres cellules du patient. Mais plus l’individualisation sera poussée, plus le modèle économique de cette production sera complexe », prévient Fabien Guillemot. À un horizon plus lointain, d’ici sept à dix ans, le bioprinting devrait permettre de mettre au point des greffons artificiels de cornée, de cartilage et de peau. Ils pourront, en outre, être réalisés à façon afin de limiter les problématiques de rejets. Quant à la bio-impression de tissus de peau in

40

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vivo et in situ, plusieurs années devraient s’écouler avant de parvenir à un stade industriel. « Il faut, entre autres, trouver un moyen technologique de corriger les micromouvements de l’humain» explique Raphaël Devillard, praticien hospitalier et membre du laboratoire BioTis. Autre frein à lever : les lourdes contraintes réglementaires pour opérer le passage du procédé, – testé sur des souris –, à l’homme. Les futurs progrès en la matière pourraient toutefois venir d’outre-Atlantique où une équipe de chercheurs du Wake Forrest Institut planche sur une approche similaire. cc Concevoir

intégralement un organe complexe et fonctionnel

L’impression en intégralité d’organes complexes et fonctionnels (cœur, rein ou foie), fait débat. Une équipe américaine travaille sur la bio-impression d’un cœur humain dans sa globalité. Stuart K Williams, qui coordonne l’initiative, affirme que le projet pourrait se concrétiser d’ici une petite dizaine d’années. Les chercheurs français, eux, restent bien plus prudents: «Il est très difficile d’évaluer les échéances. Selon moi,

La maquette sur mesure du septum nasal sera enrobée de gel de cartilage réalisé à partir de cellules du patient couplées à des facteurs de croissance.

ça n’interviendra pas dans les dix années à venir», assure Fabien Guillemot, qui table sur l’impression de petits modules intégrés à l’organe complexe pour remplir des fonctions bien précises. Ici, une approche hybride semble plus réaliste. Elle consiste à imprimer des maquettes sur mesure en biomatériaux qui vont ensuite être colonisées par des cellules de manière à fabriquer des structures dont la forme extérieure et l’organisation interne seront adaptées au patient ou à certaines pathologies.

Les prochaines avancées en matière de bioprinting s’effectueront grâce à une collaboration accrue entre les experts de l’ingénierie tissulaire, de l’impression 3D et des logiciels. « C’est un domaine qui exige une forte interdisciplinarité. Sur le campus, on compte plus de 200 laboratoires et il est très difficile de faire travailler ensemble tous les spécialistes sur des applications à long terme», observe Léa Pourchet, de 3D Fabric Advanced Biology, pour qui cet enjeu est déterminant. cm ccJULIETTE RAYNAL jraynal@industrie-technologies. com

D. R.

c Le projet nasaltis, piloté par Frédéric Mallein-Gérin directeur de recherche au CNRS, vise à utiliser l’impression 3D pour l’ingénierie tissulaire du cartilage nasal.

La première étape consiste à imprimer une maquette sur-mesure en polyéthylène poreux de haute densité.

«Ce matériau est déjà utilisé en clinique pour les implants mais il est sujet aux rejets. Notre objectif est donc d’enrober la maquette avec du gel de cartilage», détaille Frédéric Mallein-Gérin.

Ce gel est réalisé à partir des chondrocytes (cellules de cartilage) du patient, qui une fois prélevées

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ProDUITS

Efficacité énErgétiquE Optimiser les chaudières à vapeur

’efficacité énergétique est une approche prometteuse pour l’industrie, qui mobilise 25% de l’énergie consommée en France. D’autant que les factures s’envolent. Entre 2005 et 2013, les sommes déboursées par les industriels ont augmenté de 11%, alors que leur consommation a été réduite de 18% et que la production a, elle aussi, baissé. Selon une étude de l’Ademe et du centre d’études et de recherches économiques sur l’énergie (Ceren), parue en mars 2015, l’industrie, tous domaines confondus, pourrait économiser 19,6% d’énergie d’ici à 2030.

D’autant que les technologies nécessaires existent déjà. C’est le cas pour les chaudières à vapeur, qui consomment aujourd’hui bien plus que nécessaire. «Dans des industries comme l’agroalimentaire, les chaudières sont trois fois trop grandes par rapport

L

aux besoins», estime Assaad Zoughaïb, responsable scientifique au centre efficacité énergétique des systèmes de Mines ParisTech. «D’une part, la production a diminué, ensuite les travaux sur le process ont rendu les systèmes moins énergivores. Enfin, une meilleure utilisation de l’énergie se développe» ajoute David Trocherie, directeur du développement de Viessmann Industrie France. cc Des

économiseurs sur les cheminées

En effet, les fabricants peuvent désormais récupérer l’énergie perdue et l’utiliser plus intelligemment. C’est le cas avec l’installation d’économiseurs sur les cheminées, qui permettent un gain d’efficacité d’environ 6%. «L’économiseur est le premier changement à réaliser», estime Charles Tétard de Babcock Wanson. Ces systèmes qui uti-

lisent la chaleur des fumées rejetées pour chauffer de l’eau, sont rentabilisés après six mois à deux ans selon la puissance de la chaudière. «Aujourd’hui, ils sont partout sur les chaudières récentes, mais il y a encore des installations à faire sur les anciennes», note Frédéric Sicard, ingénieur de recherche pour EDF. Une expérience qu’a tentée l’entreprise Saft, fabricant des batteries. Cette dernière utilise la chaleur des vapeurs pour chauffer des électrodes.

La chaudière de 5,8 MW rejetait des fumées à 180 °C. «Après un diagnostic énergétique, nous avons installé en 2008 un récupérateur de fumée», rapporte Jean-Marie Bouyx, responsable de la production des batteries lithium-ion de Saft. La dérivation permet tout d’abord de refroidir les fumées à 50 °C puis de préchauffer l’eau puisée à 15 °C jusqu’à 40 °C avant de l’envoyer dans la chaudière. L’investissement de 150 000 euros, a

D.R.

Pour améliorer son bilan énergétique et faire baisser le montant de ses factures, l’industrie a tout intérêt à miser sur l’efficacité énergétique. Relativement ancien, le parc de chaudières constitue un gisement d’économies potentielles. D’autant que des technologies innovantes sont déjà disponibles.

ÉCoNoMISEr L’ÉNErGIE

EN OPTIMISANT LA MODULATION

EN OPTANT POUR UN LOGICIEL DE SURVEILLANCE

c Le brûleur Modulo+ de Babcock Wanson atteint le palier de 12 plages de

c La société Babcock Wanson propose un ensemble de logiciels

modulation. Issu du programme de recherche Demoxya, en partenariat avec l’Institut Pprime et Bertin Technologies et soutenu par l’Ademe, il module encore mieux la puissance nécessaire et donc l’énergie consommée par la chaudière.

L’entreprise avance une production de NOx sous la barre des 60 mg/Nm3, soit 20 mg de moins que les brûleurs à 8 plages de modulation.

Après les tests, le prototype sera installé prochainement sur un site industriel.

42

N°981ccNOVEMBRE 2015

pour suivre le fonctionnement du système de la chaudière, consommation, traitement de l’eau tout en centralisant toutes les interventions à réaliser. Sorti en décembre 2014, BW e-View permet de suivre en ligne et en temps réel le fonctionnement de la chaudière.

Et ce, sur tout type de support informatique.

Un moyen de réduire jusqu’à 10 % des consommations énergétiques.

Dériver les fumées pour récupérer l’énergie perdue

c Saft, fabricant des batteries, a installé en 2008 un récupérateur

de fumée sur sa chaudière de 5,8 MW. La dérivation refroidit les fumées à 50 °C puis préchauffe l’eau puisée à 15 °C jusqu’à 40 °C avant de l’envoyer dans la chaudière. L’investissement, a permis de réduire la consommation de gaz de 5 à 10%.

permis un gain de 32100 euros par an pour le gaz. «Nous avons ainsi augmenté le rendement de notre installation et réduit notre consommation de gaz de 5 à 10%» conclut Jean-Marie Bouyx. cc Des

brûleurs micro-modulants pour gérer la puissance

Des innovations sur ces échangeurs de chaleur au niveau des fumées permettent maintenant de chauffer l’air utilisé dans le brûleur de la chaudière. De quoi aug-

menter le rendement de la chaudière de 2,5 % supplémentaire. « Le préchauffage de l’air de combustion du brûleur augmente la production de NOx. La révision et le bon réglage du brûleur permettent déjà d’économiser de l’énergie», détaille Frédéric Sicard. « Nous avons réussi à éviter la production de NOx grâce à la recirculation des fumées. Notre dernier échangeur, R-Eco reste donc en dessous de 100 mg/Nm 3 émis », précise Charles Tétard, responsable marketing interna-

EN RÉCUPÉRANT LA CHALEUR

D.R.

c Vitotrans 300 permet de gagner 2 à 5 % d’efficacité énergétique

sur les chaudières de moyenne puissance, jusqu’à 6 MW. Le fabricant Viessmann a conçu cet échangeur de chaleur à condensation avec de l’acier inoxydable et en orientant les surfaces d’échanges verticalement pour limiter la corrosion. Installé sur un système parallèle au réseau de la chaudière, il peut utiliser l’ensemble ou juste une partie du débit d’eau et évite l’arrêt de la production pendant l’installation.

tional de Babcock Wanson. Le fabricant Viessmann propose, lui, d’ajouter un condenseur pour mieux réutiliser les fumées. Ce système permet de récupérer les vapeurs sous forme de condensat pour l’usage direct dans la chaudière. Un produit permettant des gains de rentabilité pouvant aller jusqu’à 5 %, selon David Trocherie. « Une autre innovation réside dans le revêtement des échangeurs. En effet, l’un des problèmes répandus dans les condenseurs provient de la corrosion des matériaux, souvent l’acier, qui composent les tuyaux. Nous avons validé un procédé en 2012. Certains fabricants, tels GEA, proposent donc des échangeurs en inox avec des ailettes en aluminium. Cela donne des échangeurs plus compacts et moins chers pour une même puissance », précise Frédéric Sicard.

Les brûleurs ont fait l’objet d’une évolution notable. La plupart des fabricants sont passés aux brûleurs micro-modulants, qui permettent de gérer la puissance de la chaudière selon les besoins. «Les usines n’ont pas des besoins constants en énergie. Souvent la chaudière s’arrête puis se rallume générant une perte d’énergie importante.

NOVEMBRE 2015ccN°981

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ProDUITS

Efficacité énErgétiquE Vidéo Avec un brûleur micro-modulant, on peut garder la chaudière allumée, mais à faible niveau», explique Charles Tétard. Après son brûleur à six plages de modulation, Babcock Wanson sort à la fin de cette année un brûleur doté d’une modulation allant de 1 à 12, et permettant de ne pas rejeter plus de 60 mg/ de NOx. Ce qui augmente le rendement de la chaudière de 2 à 5%.

La chaleur perdue peut aussi servir à fabriquer de l’électricité. Des systèmes de cogénération ou des échangeurs dits ORC, reposant sur le cycle de Rankine, le permettent.

Mais ces produits ne se développent guère en France. Aucun fabricant ne les conseille.

«Il y a un problème de rentabilité, car l’électricité n’est pas rachetée cher en France» constate Assaad Zoughaïb. En revanche, la société Assystem propose un moteur à destination des industries qui rejettent des fumées particulièrement chaudes, de 150 à

800°C. Les sidérurgies, cimenteries, métallurgies, verreries sont prioritairement ciblées. Les premiers tests devraient être réalisés au printemps 2016, probablement avec Alstom. Selon Thibaut Cartigny, responsable d’études mécaniques et R&D chez Assystem, le retour sur investissement ne dépasserait pas les trois ans.

Normes et réglementation L’industrie s’est mise à son tour à l’heure de l’efficacité énergétique.

Une mutation qui repose sur des normes et une réglementation spécifique. Le point sur les outils réglementaires à disposition des industriels pour améliorer leur efficacité énergétique.

Efficacité énergétique

industrie-techno.com

cc La

chasse aux fuites permet de réaliser 5 à 20% d’économie

Toujours est-il que selon Assaad Zoughaïb, une grande partie des pertes provient encore aujourd’hui de fuites non répertoriées. « Sur les gros réseaux, en pétrochimie par exemple, le coût même des fuites n’est pas connu. Les industriels ont besoin d’un audit approfondi. Avec une réparation, on peut réaliser de 5 à 20 % d’économies ». Des audits qui deviendront obligatoires dès le 5 décembre 2015. Ils seront

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ProDUITS

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ccPatrick Demailly ingĂŠnieur chez Wepa, papetier fabricant de mouchoirs, de papier hygiĂŠnique et essuie-tout

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ÂŤ Un gain de 10 % par rapport Ă notre ancien système Âť ÂŤ Nous devions installer de nouvelles machines Ă papier sur notre site de Bordeaux. Or notre chaudière, trop vieille, ĂŠtait en perte de capacitĂŠ. Nous sommes donc allĂŠs voir Babcock Wanson, car ils proposaient un rendement intĂŠressant. La chaudière installĂŠe en mai dernier intègre, en plus dâ&#x20AC;&#x2122;un brĂťleur micro-modulant, un système dâ&#x20AC;&#x2122;ĂŠchangeur que nous venons de tester cette annĂŠe. Les premiers essais montrent un rendement de 97,4% sur un objectif de 97,7%. Cela reprĂŠsente un gain de 10% par rapport Ă notre ancien système, pourtant moins puissant puisque nous sommes passĂŠs dâ&#x20AC;&#x2122;une capacitĂŠ de 16 Ă 21 tonnes. Maintenant nous partons sur vingt ans, avec un meilleur rendement et un coĂťt moins important. Âť

aussi lâ&#x20AC;&#x2122;occasion dâ&#x20AC;&#x2122;installer des systèmes de surveillance, que proposent les fabricants avec lâ&#x20AC;&#x2122;installation de chaudières.

EDF a travaillĂŠ sur des systèmes de contrĂ´le commande pour remplacer les systèmes PID (pour proportionnel intĂŠgral dĂŠrivĂŠ), des organes de contrĂ´le très rĂŠpandus dans lâ&#x20AC;&#x2122;industrie ÂŤCes rĂŠgulateurs un peu anciens gĂŠnèrent parfois des surconsommations dâ&#x20AC;&#x2122;ĂŠnergie. Nous avons imaginĂŠ une boĂŽte commande qui ĂŠvite cela et reste simple dâ&#x20AC;&#x2122;utilisation Âť, indique FrĂŠdĂŠric Sicard. La boĂŽte commande EAC a ĂŠtĂŠ brevetĂŠe, mais pas encore testĂŠe sur les chaudières Ă ce stade. ÂŤNous nâ&#x20AC;&#x2122;avons pas encore rĂŠalisĂŠ de contrat. Notre système est coĂťteux, il nâ&#x20AC;&#x2122;est pas accessible Ă tous. Dâ&#x20AC;&#x2122;autant que les fabricants de brĂťleurs ont leur propre système de contrĂ´le.Âť Pour lâ&#x20AC;&#x2122;instant, les systèmes de comptage sont encore peu rĂŠpandus. Ă&#x20AC; peine 14% en 2013 selon une enquĂŞte du Ceren. Les clĂŠs de lâ&#x20AC;&#x2122;efďŹ cacitĂŠ ĂŠnergĂŠtique semblent donc entre les mains de chaque industriel. cm

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ccClaire leCĹ&#x201C;uvre redaction@industrie-technologies.com

NOVEMBRE 2015ccN°981

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notre sélection de produits

classés en 8 secteurs de référence cc équipement général cc équIPement

logiciels cc PAGE 48

Groupes à condensation

matériel iNFormatiQUe cc PAGE 49 éQUipemeNts de prodUctioN cc PAGE 50 BâtimeNt travaUx pUBlics cc PAGE 52 chimie matériaUx cc PAGE 53 composaNts mécaNiQUes ccPAGE 54 électrotechNiQUe cc PAGE 55

Pour répondre aux exigences des normes écoconception et F­Gas, la 3e génération de groupes CCU/SCU est disponible en deux versions, modèle à compresseur à piston ou la version à compresseur Scroll. Ils sont équipés d’un nouvel échan­ geur à microcanaux pour réduire la charge de réfrigérant et l’en­ combrement. La plage de tempé­ rature d’évaporation est comprise entre –20 à +10 °C sous une tem­ pérature extérieure comprise entre –15 et +43°C. Le niveau sonore a été réduit au moyen d’une jaquette, de pales modifiées du ventilateur et d’une isolation renforcée par de la mousse. La maintenance est plus aisée et rapide avec la modifica­ tion de l’accès par deux portes à charnières.

Fournisseur daikin

solution à air comprimé tout en un

Vous trouverez en page 55 un lexique des unités utilisées dans cette rubrique.

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

46

Pour le traitement de surfaces, cette solution à air comprimé est équipée d’un compresseur à vis à refroidissement par injection d’huile et d’un dispositif à filtrage spécial. L’air comprimé fournit est pur (niveau de pureté 1) et sans huile. La durée de fonctionnement est 3 000 heures de service au minimum. Le filtre de charbon actif a été conçu pour 4000 heures et la cartouche de filtre se remplace très facilement. Paintline est un produit « tout en un » permettant de supprimer tous les travaux de tuyauterie et de câblage sur le site de l’utilisateur. Pour un fonction­ nement économe, il est possible d’intégrer, en option, le système de récupération de chaleur ainsi qu’un régulateur de fréquences.

Fournisseur Boge

N°981ccNOVEMBRE 2015

cc SéCurIté

Chaussures de sécurité pour l’extérieur

Cette gamme de chaussures de sécurité est destinée aux métiers des travaux publics, des réseaux énergies et communications, de l’entretien des routes et des espa­ ces verts. Elles sont fabriquées dans des cuirs souples et robustes et équipées d’une semelle techni­ que, à crampons indépendants et autonettoyants, adaptée aux ter­ rains très meubles et accidentés.

La gamme Trail se décline en chaussures basses, hautes, rangers et bottes, avec semelle Parabolic en PU2D ou équipée d’un patin caoutchouc Vibram afin de répon­ dre aux exigences de la norme additionnelle HRO. Le dessin de la semelle et les crampons auto­

nettoyants à angle négatif garan­ tissent une grande adhérence en empêchant la saturation de la semelle par la boue. Les embouts de protection et insert antiperfora­ tion ne comportent pas de métal.

Non conducteurs de chaud ou de froid ils offrent un bon équilibrage de la chaussure. L’insert anti per­ foration est en textile composite haute ténacité. Le talon décroché de 15 mm permet une augmenta­ tion de l’adhérence sur terrain meuble en descente et une amé­ lioration de la sécurité sur les échelles. La semelle d’un coeffi­ cient d’adhérence de 50% supé­ rieur aux exigences de la norme EN ISO 20345:2011 SRC. Fournisseur lemaitre sécurité

cc équIPement armoire Ce climatisation à eau glacée

Cette armoire de climatisation à eau glacée, est conçue pour répondre aux besoins des locaux à fortes charges thermiques tels que les data center, salles informatiques, autocom et autres locaux électriques. Pour des puissances allant de 10 à 130 kW (cinq modèles), le rendement énergétique a été amélioré de 25 % par rapport aux anciennes versions, et la consommation réduite de 20 % par rapport aux standards du marché. La gamme Magister CW est dotée d’une double paroi de 25mm d’épaisseur, de niveau d’isolation au feu M0 (Euroclasse A1). Le groupe moto-ventilateur a été optimisé.

Un ventilateur centrifuge à roue libre, pour une meilleure efficacité aéraulique est associé à un moteur EC auto commuté pour un rendement électrique optimum. Cet équipement effectue une régulation auto adaptative de son régime de fonctionnement à la fois sur l’eau et sur l’air grâce au régulateur CIAT microRC2. En fonction de la charge du local, l’automate de contrôle agit en variation de vitesse sur le ventilateur, et sur un signal 0-10 V sur la vanne pour adapter au plus près le régime de l’armoire au niveau requis. En option, un module «free cooling enthalpique» peut être ajouté.

Fournisseur ciat

cc dEscriPtion

référence Magister CW Caractéristiques Armoire

de climatisation spécifiquement adaptée pour répondre aux besoins de locaux à forte charge thermique ou locaux sensibles.

cc Points forts

- Appareil monobloc - Panneau double paroi avec isolation M0/A1, carrosserie structure autoporteuse modèle jusqu’à 45 kW et châssis alu audessus de 45 kW D. R.

éQUipemeNt géNéral cc PAGE 46

Produits

D.R.

CamĂŠra Ă vision nocturne couleur de haute qualitĂŠ

Cette camÊra à dôme fixe extÊ­ rieure (jour/nuit) est un système à vision nocturne couleur pou­ vant fonctionner 24 heures/24.

DotĂŠe de la technologie LowLi­ ght+ et dâ&#x20AC;&#x2122;un ĂŠclairage infrarouge, elle capture des images en resti­ tuant une excellente fidĂŠlitĂŠ des couleurs avec des conditions très faibles dâ&#x20AC;&#x2122;ĂŠclairage (jusquâ&#x20AC;&#x2122;Ă 15 mètres dans lâ&#x20AC;&#x2122;obscuritĂŠ totale).

Grâce Ă un design compact, elle sâ&#x20AC;&#x2122;installe facilement et autorise une surveillance discrète. PlacĂŠe dans un boĂŽtier inviolable robuste (IK10) et ĂŠtanche, elle est protÊ­

gÊe contre les diffÊrentes agres­ sions climatiques et humaines.

La DCS­6315 dispose dâ&#x20AC;&#x2122;un cap­ teur Ă un mĂŠgapixel assurant lâ&#x20AC;&#x2122;enregistrement des vidĂŠos (haute rĂŠsolution jusquâ&#x20AC;&#x2122;Ă 720p) pour des images très dĂŠtaillĂŠes.

Le dispositif WDR amĂŠliore le rendu net de lâ&#x20AC;&#x2122;image en sâ&#x20AC;&#x2122;adap­ tant Ă des conditions difficiles comme le soleil de midi ou une couverture nuageuse. Une fonc­ tion audio bidirectionnelle donne la possibilitĂŠ au personnel en charge de la sĂŠcuritĂŠ de mettre en garde les intrus ou dâ&#x20AC;&#x2122;enregis­ trer lâ&#x20AC;&#x2122;environnement. Un lecteur de carte microSD est disponible pour le stockage local annexe des donnĂŠes de la camĂŠra ou la continuitĂŠ de lâ&#x20AC;&#x2122;enregistrement en cas de panne du rĂŠseau.

Fournisseur d-link

Protection oculaire polyvalente

Ce modèle de lunettes de protec­ tions Ă branches offre de nom­ breuses possibilitĂŠs de personnali­ sation telles que le choix oculaire ou le coloris de monture. Il est ĂŠquipĂŠ dâ&#x20AC;&#x2122;un joint caoutchouc amo­ vible qui opère comme un masque et procure une excellente ĂŠtan­ chĂŠitĂŠ contre les risques de projec­ tions de poussières et dâ&#x20AC;&#x2122;incrusta­ tions de copeaux. Le Terminator XTRA peut aussi compter sur un bandeau ajustable qui se substitue aux branches pour obtenir plus de confort. Il est conforme aux nor­ mes du marchĂŠ. LĂŠger (24 g), il se dĂŠcline entre 17 oculaires et un insert pour des verres correcteurs.

Fournisseur infield

indicateur de rupture de membrane de disque

Avec un niveau de sĂťretĂŠ de fonctionnement certifiĂŠ (SIL2) pour les risques dâ&#x20AC;&#x2122;explosion et de surpression en milieux industriels, cet indicateur de rupture assure une fiabilitĂŠ ĂŠlevĂŠe de lâ&#x20AC;&#x2122;informa­ tion. Il sâ&#x20AC;&#x2122;installe en association avec les disques de rupture, entre brides standard EN ou ANSI. Il se remplace très simplement après la rupture de la membrane dâ&#x20AC;&#x2122;un disque ou dâ&#x20AC;&#x2122;un ĂŠvent.

Le RI2 surveille le signal et fait remonter lâ&#x20AC;&#x2122;information Ă travers un module SIM qui est une bar­ rière de sĂŠcuritĂŠ intrinsèque. Il possède une grande rigiditĂŠ mĂŠca­ nique et une bonne rĂŠsistance Ă la corrosion. Un fusible opère comme rĂŠarmement automati­ que en case de surtension. Un jeu de rĂŠsistance apporte la sur­ veillance intĂŠgrale du câblage.

Fournisseur Fike

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Produits

cc LOGICIELS

dâ&#x20AC;&#x2122;aPPLICatIOn Solution TMS modulaire

lâ&#x20AC;&#x2122;ĂŠcotaxe et la gestion des autoroutes (pĂŠages) selon le type de vĂŠhicule avec un serveur de calcul poids lourds intĂŠgrĂŠ.

Fournisseur OMP Informatique Transport

Kit de dĂŠveloppement sur Linux Mainline

Conçue pour les mĂŠtiers du transport et de la logistique, cette solution TMS de gestion et de planification des flux transport, intègre dans cette version modulaire toutes les fonctionnalitĂŠs de rapprochement automatique des donnĂŠes de lâ&#x20AC;&#x2122;informatique embarquĂŠe avec celle du TMS (mapmatching) associĂŠes Ă un serveur de cartographie et ses profils de calculs ĂŠconomiques. Le système embarquĂŠ Eliot ĂŠchantillonne le parcours de chaque vĂŠhicule grâce aux remontĂŠes GPS. R2000X intègre un module cartographique incluant

Le kit de dĂŠveloppement logiciel Linux Sitara fournit un noyau Linux Mainline robuste et stable aux dĂŠveloppeurs qui utilisent les processeurs Sitara. Pour garantir la qualitĂŠ de ce noyau, des vĂŠrifications du code en fonction de critères dâ&#x20AC;&#x2122;acceptation stricts sont effectuĂŠes. La prise en charge du noyau Linux Mainline permet aux clients dâ&#x20AC;&#x2122;accĂŠder en permanence aux solutions, fonctionnalitĂŠs et correctifs, et de bĂŠnĂŠficier de mises Ă jour incrĂŠmentielles rĂŠgulières. Il est aussi proposĂŠ des journaux des modifications faciles Ă lire.

Fournisseur Texas Instruments

ContrĂ´le et surveillance de production

Devis et chiffrage de projets

Conçue pour faciliter le travail des chiffreurs dâ&#x20AC;&#x2122;optimisation des devis et chiffrages de projets, Tamzag est une plate-forme tarifaire complète qui centralise tous les catalogues du gĂŠnie ĂŠlectrique et climatique. Elle intègre les donnĂŠes utiles Ă la crĂŠation de devis et factures: libellĂŠs, photos, codes rĂŠfĂŠrences, prix publics, temps de pose estimĂŠs, conseils de pose, etc.

Les produits classĂŠs sont rapidement accessibles grâce Ă un puissant moteur de recherche. Mise Ă jour permanente, Tamzag est intĂŠgrĂŠe au logiciel Optima, sâ&#x20AC;&#x2122;adapte Ă tous les logiciels de gestion actuels et sâ&#x20AC;&#x2122;utilise en ligne sur supports mobiles, stations de travail ou en mode cloud. Un module complĂŠmentaire de suivi commercial est disponible pour qualifier des affaires, y rattacher des devis, etc.

DestinĂŠe aux secteurs de lâ&#x20AC;&#x2122;agroalimentaire, de la pharmacie et de la cosmĂŠtologie, cette suite logicielle assure le contrĂ´le et le suivi en temps rĂŠel des lignes de production et de convoyage. Elle fournit toutes les fonctionnalitĂŠs de supervision, dâ&#x20AC;&#x2122;optimisation du TRS et dâ&#x20AC;&#x2122;aide Ă la maintenance prĂŠdictive, nĂŠcessaires pour accroĂŽtre la capacitĂŠ de rendement des lignes de production. Youtilize se dĂŠcline en trois versions: surveillance dâ&#x20AC;&#x2122;entretien, surveillance de production et contrĂ´le dâ&#x20AC;&#x2122;usine.

Fournisseur Sydev

Fournisseur Flexlink Systems

D.R.

cc LOgICIeLS

La 1ère source dâ&#x20AC;&#x2122;information et de veille technologique pour lâ&#x20AC;&#x2122;industrie

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Produits

cc matĂŠrIEL InfOrmatIquE cc OrdInateurS

cc OrdInateurS

Client lĂŠger milieu de gamme

Kit de prototypage rapide

Ce k i t d e p ro t o t y p a g e , MicroAutobox II avec PC embarquĂŠ, robuste et compact destinĂŠ Ă une utilisation en vĂŠhicule, fournit une très grande puissance de calcul grâce au processeur Intel Core i7. Il assure le dĂŠveloppement de systèmes de commandes complexes pour les applications dâ&#x20AC;&#x2122;aide Ă la conduite (ADAS), dâ&#x20AC;&#x2122;info-divertissement ou de tĂŠlĂŠmatique.

Il se prĂŠsente avec une RAM DDR3 de 8 GB et une mĂŠmoire Flash de 128 GB. Il tourne sous Windows ou système dâ&#x20AC;&#x2122;exploitation Ubuntu/Linux. Il peut ĂŞtre dĂŠmarrĂŠ et arrĂŞtĂŠ de façon synchrone Ă distance.

7 et Adobe Flash Player 12. La seconde peut ĂŞtre dĂŠvolue au stockage des donnĂŠes de lâ&#x20AC;&#x2122;utilisateur.

6 ports USB, 1 port parallèle, 2 ports PS2, 2 ports sĂŠrie, 1 sortie DVI-I, 1 display port, 1 port Mini PCi Express permettent une connectivitĂŠ ĂŠtendue. Il est livrĂŠ avec la console dâ&#x20AC;&#x2122;administration de parc Itium Admin Services (IAS), qui permet de tout administrer Ă distance par simples glisser-dĂŠplacer: gestion des terminaux, clonage des noyaux dâ&#x20AC;&#x2122;exploitation et des configurations, planification et automatisation des mises Ă jour, etc.

Fournisseur Impact Technologies

D.R.

Fournisseur Dspace

Ce client lĂŠger milieu de gamme, ĂŠquipĂŠ dâ&#x20AC;&#x2122;un processeur Intel Celeron J1900 SoC quadri cĹ&#x201C;ur cadencĂŠ Ă 2 GHz, est disponible avec les environnements Windows Embedded 7 et 8. Il embarque une mĂŠmoire vive RAM DDR3 de 2 Go et une mĂŠmoire RAM vidĂŠo de 64 Mo (extensible Ă 512 Mo) afin dâ&#x20AC;&#x2122;offrir de bonnes performances dâ&#x20AC;&#x2122;affichage, de lecture de vidĂŠos et/ou dâ&#x20AC;&#x2122;interprĂŠtation de donnĂŠes 3D/HD. Lâ&#x20AC;&#x2122;Itium 6030 est dotĂŠ dâ&#x20AC;&#x2122;une mĂŠmoire SSD de 16 Go pouvant ĂŞtre subdivisĂŠe en deux partitions.

Lâ&#x20AC;&#x2122;une est rĂŠservĂŠe Ă lâ&#x20AC;&#x2122;image du système dâ&#x20AC;&#x2122;exploitation, qui embarque en standard les clients pour accĂŠder aux applications distantes (Microsoft RDP / RDS 8-8.1, Citrix ICA 14.1, VMware Horizon View Client 2.2 / PCoIP, SNMPâ&#x20AC;Ś), un navigateur Internet Explorer 11, Java

6

$'237e 3$5 /(6 3/8 *5$1'6 1206 '( /¡,1'8675,( (8523e(11(

cc autOmatISmeS et COntrĂ´Le Automate de pilotage

Ce coffret de commande moderne se propose de piloter le transport pneumatique en phase dense dans un temps minimum.

Il est dotĂŠ dâ&#x20AC;&#x2122;un ĂŠcran tactile lumineux et intuitif pour visualiser les graphiques. Il offre une installation rapide et la sauvegarde des donnĂŠes. Le STP 61 peut se relier Ă une supervision Ă travers une liaison Ethernet IP. Deux niveaux de fonctionnement augmentent le niveau de sĂŠcuritĂŠ et empĂŞchent des perturbations en cas de dysfonctionnement. 14 langues de fonctionnement sont prĂŠprogrammĂŠes.

IHM haut de gamme

Cette sĂŠrie dâ&#x20AC;&#x2122;IHM haut de gamme assure un meilleur contrĂ´le de production en combinant une fonction multitactile et un contrĂ´le gestuel. Le nouveau processeur amĂŠliore la fluiditĂŠ graphique. La mĂŠmoire interne est plus importante. Les options de communication ont ĂŠtĂŠ rĂŠvisĂŠes avec un port Ethernet, deux interfaces sĂŠrielles (RS232 et RS222/485), un logement pour carte SD et des ports USB Ă lâ&#x20AC;&#x2122;avant et lâ&#x20AC;&#x2122;arrière du pupitre.

Les GOT2000 apportent des fonctionnalitÊs supplÊmentaires comme la sauvegarde et la restauration des paramètres du programme API/Motion, accessibles directement depuis le pupitre. En option, une interface WLAN apporte la connexion à distance depuis un ordinateur, une tablette ou un smartphone. Un mode transparent donne le moyen de communiquer avec tous les dispositifs de Mitsubishi Electric.

Fournisseur Mitsubishi Electric Europe

Fournisseur Gericke

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49

Produits

cc équipements de production

Centre d’usinage vertical de précision

Destiné à l’usinage de précision, le centre vertical MP-46V comporte une structure massive en fonte, de 7000 kg, peu sensible aux déformations élastiques dues aux mouvements ou aux variations de température. La broche de 20000 tr/min (30000 tr/min en option) dispose d’un refroidissement spécifique qui limite les dilations et diminue le temps de préchauffage à 3 minutes. Le MP-46V est équipé d’une correction automatique des dilatations, baptisée «concept de stabilité thermique», qui améliore la précision de la broche lors des variations de température. La faible distance entre l’axe de la broche et le guidage de l’axe Z permet de garder une perpendicularité parfaite entre l’axe et la table.

Fournisseur OdeM - Okuma

Tables de découpe numériques

La Kongsberg V est une table de découpe disponible suivant 2 versions : signalétique ou emballage.

La première est dédiée à la découpe et au fraisage de matériaux synthétique, comme l’acrylique. Sa broche de fraisage atteint 45 000 tr/min. La seconde est adaptée à la fabrication d’échantillons, de petites séries de maquettes, etc. dans des matériaux cartonnés.

Sa tête est montée sur un servomoteur d’axe Z très précis, qui règle la hauteur de l’outil pour les opérations de découpe, de rainurage et de fraisage. La Kongsberg V, est disponible suivant 2 formats, V20 et V24. Elle accepte des matériaux jusqu’à 1 700 x 1 300 mm pour la V20, et 1 700 x 3 200 mm pour la V24.

Fournisseur Esko Artwork

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cc OutILS-OutILLageS Mandrin manuel extensible

Ce mandrin combine les qualités éprouvées de la gamme Rota-S plus avec des guidages allongés qui permettent d’agrandir rapidement et de manière réversible la capacité des mandrins sans en augmenter le poids. Comparé à des mandrins de tour conventionnels dédiés aux grands diamètres de serrage, le poids du Rota-S flex est réduit de 60 %. Pour une charge machine identique, des pièces plus lourdes peuvent donc être usinées. De plus, sa faible hauteur, permet de garder un maximum d’espace pour la pièce et le passage des outils. Pour l’usinage de pièces plus petites, les rallonges de guidage se démontent facilement.

Un système de graissage particulier assure une force de serrage régulière et élevée dans les deux configurations. Des couvercles antipoussières empêchent l’intrusion de copeaux et de poussières. Le Rota-S flex se fixe facilement sur la table machine et grâce au système optimisé de changement rapide de mors, les modifications se font en quelques secondes.

Fournisseur Schunk Intec

cc description

Référence Rota-S flex Caractéristiques Ce mandrin

manuel hyperflexible est dédié aux utilisateurs qui désirent usiner une grande variété de pièces dans leur centre de tournage-fraisage. cc points forts

- Il pèse jusqu’à 60 % de moins qu’un mandrin de tour classique tout en couvrant la même plage de serrage.

- Son système de graissage assure une force de serrage à la fois régulière et élevée.

- Il serre avec autant de fiabilité les petites pièces que les grosses.

N°981ccNOVEMBRE 2015

D.R.

cc maChIneS

Produits

Imprimante de production

Chargeur de barres de haute prĂŠcision

Avec près de 27000 buses piĂŠzoĂŠlectriques rĂŠparties sur sept rangĂŠes de tĂŞtes dâ&#x20AC;&#x2122;impression, la table Ă plat OcĂŠ Arizona 6100 produit jusquâ&#x20AC;&#x2122;Ă 155 m2 par heure. Elle comprend deux modèles le 6160 XTS Ă six couleurs et le 6170 XTS Ă six couleurs. Utilisant la technologie dâ&#x20AC;&#x2122;imagerie OcĂŠ VariaDot et des encres light, elle offre une qualitĂŠ dâ&#x20AC;&#x2122;impression proche de la photographie. Le placement de pixel avec compensation active assure un positionnement prĂŠcis de chaque pixel. Elle se compose de deux zones dâ&#x20AC;&#x2122;impression indĂŠpendantes, possĂŠdant chacune son propre système dâ&#x20AC;&#x2122;aspiration, ce qui permet, simultanĂŠment, dâ&#x20AC;&#x2122;imprimer sur une zone et de charger/dĂŠcharger les supports sur lâ&#x20AC;&#x2122;autre.

Ces zones se combinent en une seule pour rĂŠaliser des impressions de 2,5x3,5 m. Son architecture de vĂŠritable table Ă plat intègre un plateau dâ&#x20AC;&#x2122;aspiration de la largeur maximale de la zone dâ&#x20AC;&#x2122;impression.

Des taquets pneumatiques garantissent un calage immĂŠdiat et prĂŠcis des supports.

D.R.

Fournisseur Canon

Avec une vitesse dâ&#x20AC;&#x2122;avancement de 1 000 mm/s et de retour de 1600 mm/s, lâ&#x20AC;&#x2122;embarreur Elite 112 Evo accepte des barres allant jusquâ&#x20AC;&#x2122;Ă 3 200 mm de long, dâ&#x20AC;&#x2122;un diamètre allant de 1 Ă 12,7 mm, avec un temps de chargement de 26 secondes. La prĂŠcision de positionnement est de Âą 0,5 mm. ComplĂŠment des tours Ă poupĂŠe mobile, cet embarreur gagne en performances par rapport Ă son prĂŠdĂŠcesseur. Il augmente sa capacitĂŠ dâ&#x20AC;&#x2122;absorption des vibrations grâce Ă un canal de guidage en polyurĂŠthane et amĂŠliore la rĂŠgularitĂŠ dâ&#x20AC;&#x2122;avancement de la barre grâce Ă la chaĂŽne de transmission.

Fournisseur Bucci Industries

DĂŠcoupe du cuir

La Versalis destinÊe à la dÊcoupe de matÊriaux souples, optimise les interventions sur le cuir avec Versalis Fashion. DÊsormais elle dissocie les trois Êtapes de dÊcoupe : scan du cuir pour identifier les dÊfauts ; optimisation du placement des pièces sur la peau; dÊcoupe et dÊcharge des pièces.

Chaque ĂŠtape sâ&#x20AC;&#x2122;effectue indĂŠpen-

damment des autres. Les gains de matière ainsi rÊalisÊs sont ÊvaluÊs, en moyenne, à 10 %.

Avec ses 3 têtes de coupe travaillant en simultanÊ, Versalis Fashion est une machine particulièrement productive. De plus, elle intègre un système de maintenance prÊdictive afin de maximiser le taux de disponibilitÊ et les performances des salles de coupe.

Fournisseur Lectra

cc OutILS-OutILLageS

Fluide dâ&#x20AC;&#x2122;usinage sur base vĂŠgĂŠtale

Ecocool Multi VG-EG est une microĂŠmulsion longue en huile vĂŠgĂŠtale et Ă pouvoir ÂŤextrĂŞme pressionÂť sur tous les mĂŠtaux, y compris les aciers fortement alliĂŠs.

Elle remplace les microĂŠmulsions classiques dans toutes leurs applications et les ĂŠmulsions avec les alliages ferreux. 100% vĂŠgĂŠtale, sans bore et sans libĂŠrateur de formaldĂŠhydes, elle rĂŠpond largement aux exigences de la lĂŠgislation Reach. Après des essais industriels en conditions sĂŠvères, on constate un relargage total des huiles ĂŠtrangères, lâ&#x20AC;&#x2122;absence de germes bactĂŠriens ou fongiques, lâ&#x20AC;&#x2122;absence de dĂŠpĂ´ts dans les bains Ă plus de 37,7 °C, lâ&#x20AC;&#x2122;absence de corrosion avec des bains Ă teneur en chlorures ĂŠlevĂŠe (plus de 400 ppm), etc.

Plaquettes pour usinage de la fonte

Lâ&#x20AC;&#x2122;utilisation de la nuance Victory augmente fortement la durĂŠe de vie (40 %) des plaquettes WK15CM utilisĂŠes pour le fraisage de la fonte. Elles sont adaptĂŠes Ă tous les types de fraisage, en bout, surfacer-dresser et par reproduction. Une couche dâ&#x20AC;&#x2122;alumine Ă grains fins garantit une meilleure rĂŠsistance Ă lâ&#x20AC;&#x2122;usure en amĂŠliorant lâ&#x20AC;&#x2122;intĂŠgritĂŠ du revĂŞtement aux vitesses ĂŠlevĂŠes. Un traitement post-revĂŞtement accroĂŽt encore la duretĂŠ des arĂŞtes de coupe en amĂŠliorant la tension du revĂŞtement. Cette solution aide Ă combattre le craquage thermique et lâ&#x20AC;&#x2122;ĂŠcaillage du revĂŞtement, première cause dâ&#x20AC;&#x2122;ĂŠchec des plaquettes dans lâ&#x20AC;&#x2122;usinage de la fonte. Les arĂŞtes sont microlisĂŠes pour faciliter la coupe.

Fournisseur Widia

Fournisseur Fuchs Lubrifiant

NOVEMBRE 2015ccN°981

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Produits

cc bâtiment travaux publics

Mortier fibré thermoacoustique léger

L’association des billes de polystyrène vierge expansées et des fibres assure une bonne homogénéité à la solution de mortier.

Il se pose uniformément, sans nécessité de reprise. Cette homogénéité se distingue également, après malaxage, à la coloration grise du produit dont le mélange est équilibré au bout de 5 minutes. Spécialement destiné à l’allégement des structures, XXLight fait également office de complément d’isolation thermique et acoustique, compatible avec tous les revêtements : carrelage collé, carrelage scellé, parquet flottant, parquet collé, revêtement stratifié, moquette ou encore sol souple. Sa composition fibrée évite la mise en place fastidieuse d’un treillis anti-fissuration.

Ravoirages isolants, sous chapes, rattrapages de niveaux, pentes, remplissages divers, etc, il s’adapte à n’importe quel chantier, pour des travaux neufs ou en rénovation.

Tous les types de planchers ou supports peuvent recevoir ce mortier à condition qu’ils soient porteurs de la charge à mettre en œuvre et conformes aux règles des NF DTU 26-2 NF P 14-201.

Fournisseur Edilteco

Système de contrôle d’accès

Ce dispositif de sécurité complète le système de contrôle d’accès Optimal Hand, en proposant une nouvelle version compatible avec les organigrammes à cylindre rond du fabricant. C’est un système de gestion mécanique des accès alliant puissance combinatoire et flexibilité. Proposé en version off-line ou on-line, le système Optimal Hand avec cylindre Dény se compose d’une plaque béquille contrôlée, sur laquelle est

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intégrée un lecteur de badge utilisant la technologie de proximité 125 kHz ou 13.56 MHz et un cylindre mécanique de haute sécurité à profil rond diamètre 26 mm.

Pour les établissements sensibles, cette nouvelle solution permet ainsi de bénéficier de la technologie avancée de la béquille électronique autonome Optimal Hand, associée à un puissant système de gestion des accès à la capacité combinatoire parmi les plus importantes du marché. Pour les installations existantes, dont les portes sont d’ores et déjà équipées d’un cylindre rond, cette nouvelle version de l’Optimal Hand s’installe simplement, sans changement de serrure afin de conserver l’organigramme en place.

Fournisseur Deny Fontaine

Scies cloches pour support béton ou pierre

La série de scies cloches, appelée IronCut, est destinée à différents types de matériaux. Le modèle Heavy vise les forages dans les matériaux denses tels que le béton ou la pierre naturelle.

Le corps de la couronne en acier spiralé permet une évacuation rapide des poussières. Les dents asymétriques en carbure assurent une pénétration constante.

Pour les matériaux creux et pleins, la version Uni privilégient la vitesse et la longévité grâce à des dents en carbure très affutées. Elle est dotée d’une grande chambre d’évacuation des débris.

Sur du bois, les plastiques (PVC) ou l’acier inoxydable, elle propose une autre déclinaison. Le modèle HSS bimétal Cobalt 8 % dispose de dents taillées en acier dur (M42) en forme de scie à pas irréguliers, pour une haute précision au perçage.

N°981ccNOVEMBRE 2015

Fournisseur Fischer

D.R.

cc COnStruCtIOn

Produits

cc chimie - matériaux cc équIPementS

D.R.

de LabOratOIre Pompes péristaltiques silencieuses

DriveSure est une pompe avec moteurs brushless ultra silencieux montés sur panneau, doté d’un contrôleur de vitesse entièrement intégré. Il est par ailleurs entièrement compatible avec les signaux de commande analogiques standard 0-10V ou 4-20mA. Cette gamme innovante assure une confortable plage de contrôle des vitesses (de 8 à 408 tr/min) et une précision de +/- 0,1%, des atouts non négligeables pour les intégrateurs qui souhaitent mon-

ter sur panneau les têtes de pompe du fabricant, notamment les séries 102R, 114, 313D, 501RL et 520R pour un débit compris entre 0,1 et 6100 ml/min.

Certifié CE et fabriqué conformément aux normes CEI et EN 61010-1 (règles de sécurité pour appareils électriques, de mesure, de régulation et de laboratoire), l’entraînement compact, léger et équilibré est une solution prête à l’emploi. Le moteur Brushless est doté d’un couple important et d’un fonctionnement silencieux.

C’est une solution qui se prête parfaitement aux secteurs des sciences de la vie et de la biopharmacie, où le bruit peut représenter un problème de taille. Ces qualités seront particulièrement appréciées dans les applications dentaires, l’endoscopie ou encore le diagnostic in-vitro.

Fournisseur Watson-Marlow

cc métaux

Alliages de Cupro aluminium pour l’usinage

Cette gamme d’alliages de bronzes spéciaux à hautes caractéristiques techniques est destinée aux usineurs. Elle comprend un large éventail d’alliages de Cupro aluminium extrudés, étiré ou forgé : CuAl10Ni5Fe4 - CuAl9Ni5Fe4 - CuAl9Ni3Fe2 - CuAl11Ni6Fe6 et C63000,C63020.

Façonnables sur mesure à la demande, ils sont disponibles en barre ronde, carrée, méplat, hexagonale, ou en planche et proposées sous la plupart des normes disponibles en Europe et

aux USA, qu’elles soient militaires, aéronautiques, ou civiles (EN 12163/67 EN 12420, NFA, GAM, STF (DCNS), ASTM B150, AMS 4640, NFL, DIN etc.).

Les cupro-aluminium, de par leurs propriétés et leurs longévités, sont adaptés à des usages multiples, pour toutes les pièces de frottement ou d’usure, sous conditions de charge et de température élevée. Les applications principales sont la boulonnerie marine, la connectique, la fabrication de raccords, rotules, palier etc. En section ronde, les diamètres vont de 10 à 300 mm, en carrée, de 10x10 à 200x200 mm, en méplat de 10x20 à 120x400 mm, en hexagonal de 10 à 70 mm, et en planche de l’épaisseur 3 à 15 mm. Concernant les cupro aluminiums spéciaux, leur résistance mécanique (Rm) peut aller jusqu’à 830 Mpa (N/mm2).

Fournisseur FRW Carobronze

Produits cc PneumatIque

Pompe Ă vide haut rendement

cc composants mĂŠcaniques cc mĂŠCanIque

Actionneurs linĂŠaires avec vis Ă rouleaux

La gamme dâ&#x20AC;&#x2122;actionneurs linĂŠaires FT avec vis Ă rouleaux sâ&#x20AC;&#x2122;ĂŠtoffe avec le FT45. Dâ&#x20AC;&#x2122;une force continue de 44,5 kN, celui-ci sâ&#x20AC;&#x2122;insère entre les FT35 et FT60, tout en bĂŠnĂŠficiant dâ&#x20AC;&#x2122;amĂŠliorations majeures: galet tendeur simplifiant lâ&#x20AC;&#x2122;installation et le rĂŠglage ; graissage de lâ&#x20AC;&#x2122;ĂŠcrou sans dĂŠmontage ; bague dâ&#x20AC;&#x2122;ĂŠtanchĂŠitĂŠ frontale amovible facilitant la maintenance; niveau de protection IP65. Avec une force continue allant jusquâ&#x20AC;&#x2122;Ă 178 kN, une vitesse pouvant atteindre 1500 mm/s et des longueurs comprises entre 150 et 2400 mm, les modèles FT peuvent ĂŞtre employĂŠs dans un grand nombre dâ&#x20AC;&#x2122;applications de mouvement linĂŠaire.

nibles sur demande. Les Rondo offrent une prĂŠcision de pas très ĂŠlevĂŠe, â&#x2030;¤ 0,1 mm/300 mm, soit de qualitĂŠ supĂŠrieure Ă la classe G9 selon DIN 69051.

Leur profil en aluminium et leurs Êcrous en matière synthÊtique les destinent à des applications nÊcessitant une rÊsistance à la corrosion ainsi que des propriÊtÊs non-magnÊtiques. Leur revêtement permet une rotation à sec, donc exempte de graisse.

Fournisseur Eichenberger Gewinde

cc PneumatIque

Moteur pneumatique Ă palettes

Cette pompe Ă vide atteint des valeurs allant jusquâ&#x20AC;&#x2122;Ă 100 mbar abs. Cette performance a ĂŠtĂŠ obtenue par lâ&#x20AC;&#x2122;optimisation du guidage des gaz: le ÂŤrĂŠcupĂŠrateur de gazÂť brevetĂŠ augmente le vide limite et par consĂŠquent le rendement.

Grâce Ă lâ&#x20AC;&#x2122;amĂŠlioration du circuit du liquide de fonctionnement, on peut se passer de pompe de recirculation. Les boĂŽtiers de roulement dĂŠmontables facilitent lâ&#x20AC;&#x2122;entretien sur site et raccourcissent les temps dâ&#x20AC;&#x2122;intervention. Des tirants dâ&#x20AC;&#x2122;assemblage maintiennent le corps et les flasques en augmentant la rigiditĂŠ fournissant une ĂŠtanchĂŠitĂŠ optimale en mode compresseur.

La pompe Nash 2BE5 est certifiĂŠe Atex, ce qui lui permet dâ&#x20AC;&#x2122;ĂŞtre aussi utilisĂŠe pour des applications en zones explosives. Elle peut ĂŞtre utilisĂŠe aussi bien comme pompe Ă vide que comme compresseur: pour un fonctionnement en aspiration, les dĂŠbits se situent entre 2500 et 32000 mÂł/h avec un vide limite Ă 100 mbar abs. En mode compresseur, on atteint des dĂŠbits de 3000 Ă 9500 mÂł/h et une pression allant jusquâ&#x20AC;&#x2122;Ă 2,5 bar abs. Elle est disponible en fonte et en acier inoxydable, ainsi quâ&#x20AC;&#x2122;en combinaison des deux matĂŠriaux. Sur la variante en fonte, le corps de pompe est livrĂŠ en standard avec un revĂŞtement en polyisoprène.

Fournisseur Gardner Denver

cc description

cc points forts

RĂŠfĂŠrence Pompe Nash 2BE5 CaractĂŠristiques Cette pompe Ă

- FacilitĂŠ de lâ&#x20AC;&#x2122;entretien.

- Dispose dâ&#x20AC;&#x2122;une technologie intĂŠgrĂŠe dâ&#x20AC;&#x2122;ĂŠconomie de lâ&#x20AC;&#x2122;eau.

- Sa certification Atex lui permet dâ&#x20AC;&#x2122;ĂŞtre utilisĂŠe pour des applications en zones explosives.

nes automobiles, le moteur P1V-M peut ĂŠgalement ĂŞtre utilisĂŠ dans les environnements difficiles, exposĂŠs Ă des vibrations extrĂŞmes et Ă des tempĂŠratures entre -20 et +110ÂşC. DĂŠpourvu de connexion ĂŠlectrique, il est compatible avec les environnements Atex.

Il dĂŠlivre des vitesses Ă vide de 32 Ă 10500 tr/min maximum avec

des couples jusquâ&#x20AC;&#x2122;Ă 120 Nm environ. UtilisĂŠ en remplacement des moteurs ĂŠlectriques traditionnels et, Ă puissance ĂŠquivalente, il offre une solution plus compacte et plus lĂŠgère.

vide à anneau liquide, monoÊtagÊe et lubrifiÊe fournit des possibilitÊs de vide très poussÊ (Maximum : 100 mbar).

Fournisseur Transtechnik

ProposÊes en diamètre de 6 à 16 mm, avec des pas de 2 à 5 mm, ces vis Rondo en aluminium à filetage rond constituent une vÊritable alternative aux vis classiques à filetage trapÊzoïdal.

Dâ&#x20AC;&#x2122;autres dimensions sont dispo-

Ce moteur pneumatique Ă palettes est proposĂŠ en deux puissances de 900 et 1200 watts, en combinaison avec de nouvelles variantes certifiĂŠes Atex (II 2 GD C IIC T4) et une version sans rĂŠducteur planĂŠtaire. Visant de nombreux secteurs comme la construction de machines, lâ&#x20AC;&#x2122;emballage et le convoyage, la chimie et les usi-

Fournisseur Parker Hannifin

D.R.

Vis en aluminium Ă filetage rond

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N°981ccNOVEMBRE 2015

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Produits

cc ĂŠLectRotecHnique cc COmPOSantS

et aPPareILLageS Système à câble plat auto-enroulÊ

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CAHIER TECHNIQUE ccPAGE 57

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cahier technique Des supercalculateurs pour optimiser la matière ccréalisé par

ccSamuel ForeSt Directeur De recherches au cNrs, chercheur au ceNtre Des Matériaux De MiNes Paristech Il étudie le comportement mécanique non linéaire des matériaux dans l’énergie et les transports et anime la fédération francilienne de mécanique, matériaux, structures et procédés.

ccGeorGeS Cailletaud et david ryCkelynCk Professeurs et chercheurs au ceNtre Des Matériaux De MiNes Paristech Respectivement : l’un modélise le comportement mécanique et la rupture des matériaux et l’autre développe des méthodes numériques de réduction de modèle.

D. R.

Avec la participation de Nikolay Osipov, docteur-ingénieur au Centre des matériaux de Mines ParisTech

es possibilités offertes par le calcul intensif bénéficient aux ingénieurs qui ont à concevoir des structures critiques du point de vue des performances et de la sécurité, ainsi qu’aux chercheurs qui veulent développer des matériaux dont ils contrôlent à la demande les propriétés physiques.

Les chemins des deux communautés se rejoignent dans la mesure où les progrès réalisés permettent une meilleure maîtrise des matériaux et des structures, ouvrant la route à la certification numérique des composants. Cette approche ira en se renforçant. D’autant que l’augmentation incessante de la performance des supercalculateurs permet la mise en place de nouvelles approches mathématiques. Celles-ci vont changer la manière d’aborder les problématiques de conception et de prise de décision. cm

L

NOVEMBRE 2015ccN°981

57

cahier technique

Le calcul intensif au service de la mécanique Les progrès des super-calculateurs en termes de performances et de capacité de traitement de gros modèles numériques permettent d’utiliser le calcul intensif pour optimiser à la fois la géométrie des pièces et la nature de la matière qui les constitue. Une approche au service des ingénieurs pour créer des produits plus performants.

rédire la durée de vie de pièces soumises à des conditions sévères d’utilisation requiert des modèles numériques non linéaires capables de représenter de manière suffisamment précise les phénomènes complexes mis en jeu (irréversibilité de la déformation, endommagement local et fissuration, vieillissement et transformations microstructurales) en présence des agressions externes (fortes contraintes mécaniques, grandes déformations, très hautes températures, environnement corrosif…).

Grâce à l’amélioration des moyens d’observation et d’expérimentation physique en mécanique des matériaux, les modèles disponibles sont de plus en plus per-

P

formants. Toutefois, ce développement s’accompagne d’une augmentation du nombre de variables critiques, donc du nombre d’équations à résoudre, et d’une forte croissance du nombre de paramètres physiques à recaler sur les expériences.

Nous montrerons de quelle façon il est possible de faire face à des demandes de plus en plus complexes dans le cas de la simulation des pièces chaudes des moteurs aéronautiques, ou comment le calcul à l’échelle du millimètre ou du micromètre permet la maîtrise des propriétés de certains matériaux, dits «architecturés», au moyen du calcul explicite de leur microstructure.

Pour ces deux types d’approches, on fait désormais appel de façon systématique au calcul parallèle. L’utilisation de plus de ressources de calcul a donc la faveur de ceux qui veulent poursuivre leurs efforts de compréhension (Fig. 1).

Cette fuite en avant vers une plus grande mobilisation des ressources n’est cependant pas la seule voie possible. On peut améliorer les prévisions en économisant les calculs, sans pour autant exploiter des modèles simplistes.

1. ProbLématique industrieLLe Des aubes de turbines aéronautiques aux culasses automobiles Le rendement et les performances d’un moteur aéronautique dépendent étroitement des aubes des turbines de l’étage hautes températures. Après des dizaines d’années de progrès qui ont permis d’améliorer la thermique, la

Fig. 1

V. CuRT

Évolution de la performance des super-calculateurs

La puissance des plus gros super-calculateurs connait une croissance exponentielle depuis de nombreuses années. La barre des machines exaflopiques (1 trillion d’opérations par seconde), actuellement en cours de développement, devrait être franchie en 2020.

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N°981ccNOVEMBRE 2015

caLcuL intensiF

Fig. 2

Évolution des aubes de turbines

cc Ce qu’il faut retenir

cLe calcul intensif permet de comprendre la réponse mécanique des matériaux et structures selon la distribution et le comportement individuel des constituants, grâce à des simulations numériques détaillées. cEn mécanique non linéaire des matériaux, réduction de modèles et calcul haute performance constituent deux approches complémentaires.

V. CuRT

cCes deux approches offrent de nouvelles possibilités de comprendre les modèles et l’effet de leurs paramètres.

Après s’être intéressés à la géométrie des aubes, puis à des aménagements pour diminuer leur température (aspects mécaniques), les ingénieurs ont travaillé sur la nature de leur structure cristalline pour en améliorer la résistance (aspects matériaux). une évolution qui doit beaucoup aux possibilités du calcul intensif.

mécanique des fluides et des solides, et les matériaux, ces pièces sont toujours l’objet d’une attention toute particulière. Les modèles numériques, de plus en plus précis grâce à la progression constante de la puissance de calcul, jouent un rôle majeur dans leur optimisation.

Les aubes de l’étage haute pression des turbines aéronautiques supportent à la fois un flux de gaz à plus de 1500 °C et les efforts dus à la force centrifuge. Le métal y monte à plus de 1000 °C. Les développements successifs ont permis d’abord d’améliorer le refroidissement, grâce à un flux de gaz interne à l’aube, qui ressort par un réseau de trous au niveau des extrémités de l’aube. Un autre élément décisif est le matériau lui-même. Les métallurgistes ont montré que les points faibles des traditionnels alliages de nickel, comportant quelques milliers de grains pour 1 mm3, sont les joints entre ceux-ci.

Les aubes les plus chargées des réacteurs modernes utilisent donc des alliages à «solidification dirigée» (dits DS), qui ont une structure colonnaire (tous les grains ayant en commun un axe cristallographique confondu avec l’axe de l’aube, ce qui supprime les joints les plus vulnérables à la force centrifuge), voire des monocristaux: dans ce dernier cas, la pièce entière est constituée par un seul grain!

(Fig. 2) Des revêtements protecteurs viennent compléter la liste des moyens mis en œuvre pour améliorer la tenue du système, qui est donc d’une extrême complexité.

Des modèles numériques spécifiques ont été développés pour représenter le comportement non linéaire très «typé» des matériaux «DS» et monocristallins, grâce à la

méthode des éléments finis. Ces modèles sont très gourmands en temps de calcul. Le processus de conception des aubes, qui nécessite la mise en place d’une boucle d’optimisation «multiphysique» enchaînant des calculs de thermique, de mécanique des fluides et de mécanique des solides, s’en trouve donc considérablement alourdi. Les dernières années du XXe siècle ont été déterminantes dans ce domaine. En 1992, il fallait se restreindre à une «tranche» de l’aube, avec l’espoir que l’intuition de l’ingénieur allait lui permettre de choisir la coupe la plus critique! En 1997, une première génération de calculateurs parallèles a permis de passer à une aube complète, mais sans prendre en compte les détails géométriques. C’est en 2000 que, grâce à la génération suivante de calculateurs, le modèle numérique est devenu plus représentatif, incluant en particulier les trous de refroidissement.

Quinze ans après, les puissances de calcul sont désormais suffisantes pour effectuer des simulations comportant plusieurs millions de points de discrétisation (Fig. 3). À ce stade, les simulations numériques commencent à prendre le pas sur les essais. Certes, ceux-ci ne sont pas en voie de disparition, car ils sont totalement indispensables pour qualifier la méthode numérique. Cependant, une fois que celle-ci est en place, elle permet d’examiner facilement des dizaines de situations diverses, ce qui est matériellement impossible avec les seuls moyens expérimentaux.

Pour ce qui concerne les pièces monocristallines, une fois qu’elles ont été certifiées dans leur configuration «idéale» (un axe cristallographique confondu avec l’axe de l’aube), il importe de se soucier de la tenue de celles qui auraient un défaut. Trancher est facile pour les valeurs extrêmes. Ainsi, une désorientation d’un degré ne semble pas problématique, et, à l’inverse, une désorientation de trente degrés ne serait certainement pas acceptable. Mais où situer la frontière entre la pièce acceptable et celle qui va au rebut? Par ailleurs, est-il acceptable ou non de tolérer la présence d’un petit grain parasite? Toujours, jamais, en certaines zones seulement? Toutes ces configurations doivent donner lieu à des simulations approfondies, car il est hors de question de sacrifier la sécurité.

Le problème est sans doute encore plus crucial pour les alliages à solidification directionnelle. Toutes les aubes sont en effet différentes. Elles sont constituées d’un nomNOVEMBRE 2015ccN°981

59

cahier technique

Fig. 3

Évolution de la taille des simulations numériques

V. CuRT

Le nombre de degrés de liberté correspond à la taille du système d’équations à résoudre à chaque incrément de chargement (trois équations par point de discrétisation de la pièce).

La taille en est donc directement liée à la puissance de calcul disponible.

Sa progression constante permet d’atteindre une exactitude comportementale des modèles inégalée.

bre relativement restreint de grains colonnaires, dont la longueur vaut plusieurs centimètres, et le diamètre en général un peu inférieur au millimètre. Cela conduit à une ou quelques centaines de grains seulement sur l’ensemble de l’aube. En certains endroits, la paroi est tellement mince qu’elle ne comporte qu’un seul grain, traversant. Il est impossible dans ces conditions de tester au moyen d’essais de laboratoire toutes les configurations possibles. En revanche, une recherche de ce type peut être effectuée par Fig. 4

Spécimen cruciforme sollicité en traction biaxiale

V. CuRT

2. du matériau virtueL à La matière Combiner mathématique et science des matériaux La réaction d’un spécimen cruciforme sollicité en traction peut être mesurée par des capteurs (en haut) ou simulée numériquement.

Les simulations numériques donnent aujourd’hui des résultats beaucoup plus précis, surtout dans les cas très hétérogènes, que les essais physiques, avec une rapidité sans égale.

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le calcul. Le problème peut être illustré sur un spécimen de laboratoire (Fig. 4), en forme de croix, que l’on suppose constitué de 90 grains colonnaires, et qui est destiné à la réalisation d’essais biaxiaux. En raison de la forte hétérogénéité de contrainte, la contrainte maximale atteinte peut dépasser de 20% celle qui serait observée dans le calcul «homogène» classique. Cet écart peut avoir un effet considérable (plus qu’un facteur 10) sur la durée de vie prévue pour la pièce.

Dans le domaine automobile, chez Renault le calcul intensif permet par exemple la prévision des contraintes résiduelles dans une culasse de moteur thermique à l’aide d’un calcul parallèle thermomécanique élasto-viscoplastique. En accédant à l’information sur l’état de contrainte et de déformation plastique de la pièce lorsque son refroidissement est terminé, les ingénieurs peuvent optimiser la géométrie de la culasse (Fig. 5).

Le processus de « downsizing » des moteurs (réduction de la cylindrée) conduit à des élévations de leur température de fonctionnement. Les cycles thermiques sévères appliqués aux culasses génèrent un champ de déformation plastique qui peut conduire à l’amorçage de fissures. Aujourd’hui, nous disposons d’outils de modélisation robustes, permettant de prévoir l’apparition de fissures, leur chemin de propagation et leur arrêt éventuel, en présence de chargements thermomécaniques cycliques.

Ils sont utilisés au stade de la conception industrielle.

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L’étape de la conception est aussi celle du choix du matériau et de sa structure. La connaissance fine des matériaux permet concevoir des architectures nouvelles de la matière, inspirées des microstructures existantes et de modèles morphologiques mathématiques. Nous illustrons

caLcuL intensiF

ici cette stratégie de conception de matériaux virtuels à l’aide d’exemples variés. Ils concernent trois domaines: la mécanique des crèmes glacées, celle des mousses métalliques pour le stockage d’énergie et les méta-matériaux dits auxétiques, aux propriétés inédites.

A. La mécanique des crèmes glacées L’industrie agroalimentaire représente un nouveau terrain d’application de la mécanique des matériaux. Les propriétés sensorielles de consistance et de texture des aliments s’interprètent en termes de propriétés mécaniques telles que l’élasticité, la viscosité et la ductilité des matériaux constitutifs. Une large gamme de propriétés sensorielles peut être obtenue en mélangeant les cristaux de glace durs et rigides avec la crème élasto-visco-plastique dans le cas des crèmes glacées. Les industriels jouent avec ce fort contraste de propriétés comme l’illustrent deux microstructures très différentes (Fig. 6), l’une contenant de la glace dont les cristaux morcelés sont organisés en un réseau percolant (interconnecté), l’autre des cristaux arrondis baignant dans une matrice de crème. L’analyse mécanique réalisée à partir de ces images met en évidence la plus grande souplesse de la seconde microstructure. À nouveau, le calcul par éléments finis à grand nombre de degrés de liberté est mis à contribution pour évaluer la réponse mécanique globale d’une lamelle de crème glacée, mais aussi les champs locaux de déformation, particulièrement intenses au sein de la phase crème. Ces propriétés élastiques sont confirmées expérimentalement par des essais de flexion à trois points sur des barreaux de crème glacée testés à –18 °C.

Fig. 5

D.R.

Contraintes résiduelles dans une culasse de moteur diesel

Le très grand nombre d’inconnues (près de 12 millions) et la complexité du modèle de comportement viscoplastique du matériau utilisé pour ce calcul conduisent à faire appel à des méthodes de décomposition en sous-domaines. Il a été réalisé à l’aide du logiciel Z-set, sur un cluster composé de 6 nœuds de calculs (16 processeurs par nœud). Il a duré 36 heures.

B. La mécanique des mousses de métal Les mousses de métal ont une morphologie proche de celles des mousses de savon ou de bière. Elles résultent de la solidification d’une écume de métal liquide, ou bien s’obtiennent par dépôt électrolytique de métal sur un précurseur en mousse de polyuréthane (Fig. 7). Celles obtenues par cette dernière technique sont largement utilisées dans les batteries NiMH des téléphones portables et d’ordinateurs comme conteneur de la pâte électrolyte et collecteur de courant. Les cellules de la mousse sont ouvertes et les brins sont creux, comme le montre l’imagerie tridimensionnelle par micro-tomographie aux rayons X appliquée à la mousse réalisée au synchrotron ESRF à Grenoble. La résistance mécanique de ce matériau joue un rôle crucial sur les propriétés de la batterie.

Les brins rompus lors de l’écrasement et de l’enroulement de la mousse nécessaires à la réalisation de la pile conduisent à une réduction de sa performance. La résistance mécanique peut être estimée grâce au calcul intensif sur les maillages par éléments finis construits à partir des images de micro-tomographie. La finesse des maillages requise conduit à la résolution numérique d’un système à près de quinze millions d’inconnues. La décomposition en une douzaine de sous-domaines permet de distribuer la tâche sur plusieurs processeurs d’une machine parallèle. Ce type de calcul est aujourd’hui réalisable en contexte industriel.

C. La mécanique des auxétiques La connaissance acquise en explorant la réponse mécanique de matériaux hétérogènes très variés de l’industrie, à partir de leur microstructure tridimensionnelle, permet de passer à l’étape de conception de morphologies optimales pour des propriétés cibles. De tels matériaux composites sont dits architecturés, car la géométrie et le choix des matériaux sont choisis en fonction des objectifs multifonctionnels visés (mécanique, thermique, électrique, sensoriel, etc.). Dans ce cas, les microstructures périodiques sont plus faciles à concevoir, puisque le problème se réduit alors au choix d’une cellule de base qu’il s’agira de répliquer. Les structures en nids d’abeilles représentent une architecture bien connue dans de nombreuses réalisations techniques alliant légèreté, rigidité et résistance au flambage. Elles servent de base à l’invention d’architectures plus savantes telles que celles des matériaux dits auxétiques, littéralement « qui s’étendent » (Fig. 8).

Contrairement aux matériaux courants, les auxétiques se dilatent latéralement quand on les étire longitudinalement et, au contraire, la compression longitudinale entraîne un rétrécissement latéral. Cette propriété remarquable résulte de la structure dite hexachirale, c’est-à-dire caractérisée par une symétrie hexagonale (comme les nids NOVEMBRE 2015ccN°981

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cahier technique caLcuL intensiF

Fig. 6

La mécanique des crèmes glacées

Vues en microscopie optique confocale de deux microstructures tridimensionnelles de crèmes glacées obtenues par des procédés différents. Sur le calcul par éléments finis de la compression d’une lamelle de crème (à droite), la couleur rouge indique les zones subissant des grandes déformations. L’épaisseur réelle des lamelles est de 0,3 mm. (thèse T. Kanit)

d’abeilles) et le mécanisme d’enroulement des poutres autour de nœuds cylindriques dans un sens fixé par l’architecture. Le prototypage rapide et la fabrication additive permettent aujourd’hui de tester rapidement la pertinence des architectures de matériaux conçus sur ordinateur grâce au calcul intensif.

Parcimonieux ou peu coûteux, cet échantillonnage lors de la construction des bases réduites permet d’envisager, grâce au calcul intensif, l’association de méthodes de décomposition tensorielle pour les prévisions mécaniques. Nous poussons plus loin l’analyse des résultats de calcul en les considérant comme des données à traiter avec des méthodes récentes d’analyse de gros volumes de données.

C’est un nouveau paradigme pour la simulation numérique. L’approche retenue jusque-là a, en effet, plutôt consisté à profiter du calcul intensif pour arriver au même résultat à moindre frais et en limitant le volume de données à stocker. La démarche consistant à réaliser davantage de calculs, en revanche, n’avait pour l’instant pas été retenue. Elle est sur le point de se développer, car

3. Le rôLe du caLcuL intensiF Démultiplier les prévisions

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N°981ccNOVEMBRE 2015

Fig. 7

La mécanique des mousses de métal

F. RObeRT

En mécanique non linéaire des matériaux, la réduction de modèles et le calcul haute performance constituent deux approches complémentaires et nécessaires. Les travaux récents en réduction de modèles non linéaires ont montré que les modèles simplifiés étaient obtenus en ayant recours à un échantillonnage des prévisions possibles des modèles, au travers par exemple de la méthode de décomposition orthogonale aux valeurs propres. Or cet échantillonnage ne peut se faire de façon sérieuse qu’en ayant recours au calcul haute performance, afin de réaliser un nombre suffisant d’échantillons de prévisions possibles.

Donc, le calcul haute performance est amené à se développer dans le cadre de la réduction des modèles non linéaires.

La réduction de modèles non linéaires en mécanique des matériaux consiste à voir les résultats de simulations comme des données dont on peut extraire des bases réduites. Ainsi, certains calculs permettent de réduire les modèles pour réaliser les simulations restant à faire.

Une avancée majeure a été obtenue dans ce domaine en étendant le traitement de données incomplètes par la méthode dite Gappy POD (voir vocabulaire professionnel) à l’hyper-réduction de modèles élastoplastiques. Initialement proposée pour reconstruire des images masquées ou ayant des pixels manquants, la Gappy POD a été par la suite utilisée pour réduire des maillages en soustrayant délibérément des éléments. En pratique cela permet de réduire encore plus les modèles en simplifiant le domaine à mailler pour traiter les équations de bilan mécanique.

Le calcul de compression de la mousse impliquant la déformation plastique des brins de métal a nécessité 15 heures de calculs, sur une machine disposant de 12 processeurs ayant 8 Go de RAM chacun. (thèse T. Kanit)

Fig. 8

La mécanique des matériaux auxétiques

D.R.

Le matériau à structure périodique dite hexachirale (en haut à gauche, largeur 100 mm) est soumis à un essai de compression simple conduisant à un écrasement avec enroulement des motifs de la microstructure. (thèse J. Dirrenberger)

aujourd’hui on a la possibilité de faire de nombreux calculs, on a les moyens de stocker de façon compressée de gros volumes de données et on commence à développer des moyens de factoriser ce qu’il y a de commun entre différentes prévisions mécaniques.

Il s’agit d’une compréhension nouvelle des méthodes de réduction de modèle, en y associant les méthodes de décomposition de tenseurs d’ordre élevé. Qu’est-ce qu’un tenseur? Un tenseur d’ordre 1 a une représentation numérique sous la forme d’une colonne de valeurs numériques à plusieurs lignes. Un tenseur d’ordre 2 peut être représenté par un tableau de valeurs ou une matrice, à plusieurs lignes et plusieurs colonnes. Un tenseur d’ordre 3 peut être imaginé comme un cube en ajoutant une dimension supplémentaire à la matrice. Pour les tenseurs d’ordre supérieur à trois, il est très difficile de s’en faire une représentation géométrique. D’ailleurs, la majorité des méthodes numériques ne dépasse pas la vision matricielle des données. Il y a donc beaucoup à faire pour développer ces approches. On peut envisager qu’elles deviennent vraiment opérationnelles dans quelques années.

Les conséquences sont connues pour le traitement de certains problèmes simples, faiblement non linéaires comme l’ont montré les travaux récents de l’institut de recherche en génie civil et mécanique Gem, rattaché à l’École centrale de Nantes. Ces conséquences seront un changement radical dans la façon de prendre des décisions.

Si l’on peut stocker en mémoire un très grand nombre de prévisions que l’on a pu réaliser à un prix raisonnable, alors la lecture en temps réel de ces prévisions change la façon d’étudier des hypothèses, de tester des variations de paramètres et de décider. cm

NOVEMBRE 2015ccN°981

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cahier technique caLcuL intensiF

POUR ALLER PLUS LOIN Bibliographie Une référence sur l’endommagement des structures

Le livre Mécanique non linéaire des matériaux, paru aux Éditions Hermes, dont les auteurs Jacques Besson, Georges Cailletaud, Jean-Louis Chaboche et Samuel Forest appartiennent au Centre des matériaux de Mines ParisTech et à l’Office national d’études et recherches aérospatiales (Onera), est un ouvrage de référence qui propose une mise à jour des connaissances requises pour comprendre et utiliser les modélisations les plus récentes du comportement et de l’endommagement des matériaux dans les structures.

Après un exposé sur les outils numériques et la visco-plasticité classique, il donne successivement une description de la mécanique de l’endommagement, de la mécanique des matériaux hétérogènes, des transformations finies, du calcul de structures en non linéaire, et des phénomènes de localisation de la déformation, en cherchant l’équilibre entre énoncés théoriques et modèles de matériaux réels. cm

Vocabulaire professionnel c

MATÉRIAU ARCHITECTURÉ

c

MÉTAMATÉRIAU Matériau

c

MATÉRIAU AUXÉTIQUE

Web Illustration par l’exemple

Le site Internet de présentation du logiciel Z-set, fruit de trente ans de collaboration étroite entre Mines ParisTech, l’Onera puis de l’éditeur américain NW Numerics & Modeling, illustre parfaitement le propos de ce cahier technique en présentant de nombreuses applications à la fois dans le domaine de l’étude des structures et celle des matériaux qui les composent.

Les exemples présentés permettent de mieux appréhender l’apport du calcul intensif pour comprendre l’interdépendance qui existe entre la géométrie de la pièce et la structure cristalline de la matière. cm

c

c

Suivez la simulation numérique de la propagation d’une fissure dans un bloc foré.

N°981ccNOVEMBRE 2015

Matériau architecturé qui se dilate aussi latéralement quand on l’allonge. une propriété due à la conception de sa structure géométrique interne, qui permet un déroulement pré-programmé des cellules géométriques qui le composent.

MÉTHODE GAPPY POD

Développée pour isoler et caractériser des structures cohérentes dans des écoulements instationnaires, la méthode mathématique de Décomposition orthogonale aux valeurs propres (POD) est aujourd’hui étendue aux données incomplètes (Gappy-POD).

HYPER-RÉDUCTION DES MODÈLES Méthode

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D.R.

recherche de fissure

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architecturé dont les propriétés effectives sont surprenantes. exemple : un composite dont la masse dynamique et le module de Young apparent sont négatifs!

adaptative mathématique de réduction de modèles non linéaires avec construction automatique d’un domaine d’intégration réduite. L’adaptation du modèle d’ordre réduit permet de commencer une étude en base réduite sans effectuer une simulation numérique préalable sur un problème similaire au problème à traiter.

Vidéo

Fissure

Matériau composite ou poreux dont la géométrie des constituants internes a été optimisée pour obtenir des propriétés macroscopiques physiques et mécaniques particulières. exemple: les sandwichs à cœur en nid-d’abeilles en aluminium, utilisés dans l’aéronautique.

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Comment la technologie a influencé l’histoire de l’art Le Musée des Confluences à Lyon abritera l’exposition L’art et la machine. Une promenade dans l’histoire pour découvrir le regard de l’artiste sur l’évolution des technologies industrielles et mécaniques, depuis le XVIIIe siècle, jusqu’à aujourd’hui, à l’ère électronique.

Vidéo

L

e parcours de l’exposition révèle les liens constants qui existent entre les machines et les arts plastiques. Le regard du public oscille ainsi entre l’esthétique mécanique et son interprétation artistique. Il est invité à partager tour à tour la fascination, l’inspiration et la création de chimères de Claude Monet, Francis Picabia, Marcel Duchamp, ou Jean Tinguely. Plus de 200œuvres remarquables issues de 70 musées européens et prêteurs privés sont ainsi réunies pour la première fois. Sur plus de 1 500 mètres carrés d’exposition, certaines sont mises en scène à 12 mètres au-dessus des spectateurs. En fin de parcours, l’œuvre de Tinguely «Méta Maxi» sera spécialement installée et mise en mouvement, dans son gigantisme et ses cocasseries étourdissantes. cm cc MURIEL DE VÉRICOURT, GÉRARD QUÉVRIN redaction@industrie-technologies.com

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

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Explorez les rapports ambigus qu’entretiennent l’art et la machine depuis longtemps.

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