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mesures Le magazine de l’optimisation des process industriels

ENTRETIEN

N° 863 MARS 2014 25 e HT

www.mesures.com

MESURES DIMENSIONNELLES

Le financement locatif gagne en importance MMT,brasdemesure dans le secteur de la machine-outil page 18 et laser trackers

se démocratisent page 34

INFORMATIQUE INDUSTRIELLE

Tablette grand public ou dédiée ?

Quelques pistes pour faire son choix page 40

VISION INDUSTRIELLE

Les processeurs multicœurs hétérogènes, un passage obligé pour la vision page 43

GUIDE D’ACHAT ANALYSE INDUSTRIELLE

PAGE 23

LES TECHNOLOGIES LASER AVANCÉES PRENNENT LEUR ENVOL

Les analyseurs de poussières page 46

Sommaire

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4 Expositions et colloques

Solutions

MMT, bras de mesure et laser trackers se démocratisent P. 34 Leica

Calendrier

Actualités Sélection “produits”

Entreprises

13 Pollutec Horizons2013: neuf projets lauréats des prix de TIE 14 Schneider Electric vend la division Appliance d’Invensys et signe un accord avec Areva 15 R&S travaille à développer des canaux de distribution 16 L’Institut de mécatronique a inauguré une plate-forme hydraulique 17 La Foire de Hanovre 2014 pense déjà à l’après-industrie 4.0

Entretien 18 Le financement locatif gagne en importance dans le secteur de la machine-outil

Dossier

P Sauf exception, finit le dictat des salles de métrologie

dans lesquelles des spécialistes sont retranchés derrière leurs MMT avec leurs lourdes tables de granit.

Le contrôle s’installe à l’atelier, au plus proche des moyens de production. Cette révolution a été provoquée par le développement des petites MMT et surtout par celui des bras de mesure portables au début des années 1990, puis par l’émergence des lasers de poursuite.

Bardés d’informatique et de logiciels experts, ces nouveaux instruments assurent des mesures rapides, fréquentes avec de considérables gains en termes de temps de réponse et de qualité.

Guide d’achat

Les analyseurs de poussières P. 46 Environnement SA

6 Smartphone et contrôle commande font bon ménage 8 L’oscilloscope numérique devient un véritable couteau suisse 10 Le pyromètre à poste fixe assure plusieurs étendues de mesure 11 Les lecteurs de codes matriciels adoptent une focale adaptative 12 Le temps de réponse des solutions d’automatisme descend à une microseconde

Analyse industrielle

23 Les technologies laser prennent leur envol

Solutions 34 MMT, bras de mesure et laser trackers se démocratisent 40 Tablette grand public ou dédiée ? Quelques pistes pour faire son choix 43 Les processeurs multicœurs hétérogènes, un passage obligé pour la vision par ordinateur

Guide d’achat 46 Les analyseurs de poussières

Marché classé 55 56 57 59 60 61 62

Mesure et test électroniques Mesure mécanique, vision et CND Mesure physique, analyse chimique Régulation et automatismes Capteurs et transmetteurs Informatique et OEM Composants, constituants

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P Les industriels ne doivent pas sous-estimer l’achat

d’un analyseur de poussières. Plusieurs techniques de mesure sont proposées par les fabricants. Chacune de ces méthodes ayant ses avantages et ses limitations, les critères de choix d’un analyseur de particules en suspension s’appuient sur les spécificités de l’application (présence de poussières humides, contraintes d’installation fortes, etc.) et surtout sur les normes en vigueur dans l’industrie en question.

Ce numéro comporte un encart jeté de 6 pages de la société Birp/Microwave et un encart jeté de 2 pages de la société Codra.

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A ctualités I N F O R M A T IQ U E IN D U S T R I E L L E

Smartphone et contrôle commande font bon ménage H

Paramétrer aisément et à distance, depuis un smartphone ou une tablette, les fonctions logicielles d’une solution d’automatisme sans avoir à intervenir sur le programme de la machine est du domaine du possible, comme le prouve la technologie Open Core Engineering de Rexroth. Grâce à la création d’applications sur des terminaux mobiles, cette technologie simplifie les opérations, les diagnostics et l’accès aux commandes à distance, et, plus généralement, facilite la mise en réseau de l’entreprise.

A

l’heure où l’Industrie 4.0 est sur toutes les lèvres (nous préparons d’ailleurs un dossier complet sur ce sujet qui sera publié dans notre édition de juin prochain), les barrières qui peuvent encore exister entre automatisation et informatique industrielle sont amenées à tomber les unes après les autres. Rexroth, une société du groupe Bosch, a récemment apporté sa pierre à l’édifice grâce à sa technologie Open Core Engineering qui se veut justement un pont entre ces deux disciplines dans le but d’offrir davantage de liberté dans la mise au point et l’utilisation des logiciels de contrôle-commande.

des fonctions spécifiques destinées à des applications en temps réel, indépendamment du logiciel de commande, et les exécuter directement sur la commande ou en différé à partir d‘un ordinateur ou d’une tablette », explique-t-onchezBoschRexroth.

Offrant un libre choix de platesformes et de langages de programmation, l’interface Open

faisant, Open Core Engineering simplifie les opérations, les diagnostics et l’accès aux commandes à distance et, plus généralement, facilite la mise en réseau de l’entreprise.

Lors du récent salon CFIA (Carrefour des fournisseurs de l’industrie agroalimentaire) qui s’est déroulé fin 2013 à Lyon,

Paramétrer plutôt que programmer L’idée est en particulier d’intégrer des appareils de type smartphones et tablettes dans ce processus. « Pour se démarquer de la concurrence, les constructeurs de machines cherchent à intégrer des fonctions logicielles spécifiques.Avec Open Core Engineering, les constructeurs accèdent pour la première fois au processeur CN des solutions d‘automatisme de Rexroth (IndraMotion MLC et IndraLogic XLC) à partir d’outils informatiques tels que smartphones et tablettes.Ils peuvent ainsi programmer

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La technologie Open Core Engineering de Rexroth permet aux utilisateurs de paramétrer eux-mêmes et à distance leurs fonctions logicielles de leurs solutions d’automatismes et de mettre plus facilement l’entreprise en réseau.

Core Engineering prend en charge les deux principaux systèmes d’exploitation pour smartphones et tablettes, à savoir iOS (Apple) et Androïd (Google).

Les fabricants pourront donc développer des programmes avec Java et les utiliser comme une application smartphone. Ce

Rexroth a fait une démonstration de la technologie Open Core Engineering en l’associant à sa solution systèmes IndraMotion afin d’y ajouter des fonctions préprogrammées pilotables à distance ou via le réseau IT. Par exemple, les systèmes dits «adaptatifs» ajustent la machine

aux changements de conditions sans aucune programmation supplémentaire. « Grâce à la réduction des vibrations des servomoteurs intelligents, les entraînements électriques IndraDrive augmentent la dynamique du mouvement tout en épargnant le système mécanique et en empêchant le débordement des contenus. Ce contrôle des mouvements accroît la productivité et compense automatiquement les fluctuations de paramètres des processus. Le fabricant de machines n’a plus qu’à paramétrer cette fonction déjà préparée », indique Rexroth.

Autre exemple : la fonction profils de cames FlexProfile réduit le temps de développement nécessaire aux changements de format et de recette, simplement depuis le programme applicatif. Cette fonction établit automatiquement les relations de mouvement entre des entraînements connectés et il suffit au constructeur de définir des paramètres pour augmenter la flexibilité des machines. Des avantages qui devraient trouver grâce aux yeux des industriels de l’agroalimentaire qui sont friands de systèmes très flexibles pour coller au mieux à l’évolution rapide des tendances de consommation.

Pascal Coutance

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Actualités I N ST R UM EN T A T IO N É L E CT R ON I QU E

L’oscilloscope numérique devient un véritable couteau suisse H

Tektronix fait de ses oscilloscopes à domaine mixte MDO la nouvelle référence pour la conception embarquée, en lançant la série MDO3000 et en abandonnant les séries dotées de voies logiques MSO.

A

l’instar du multimètre portable pour le technicien de maintenance, l’oscilloscope numérique est souvent désigné comme le couteau suisse du concepteur d’électronique. Cette image d’Epinal s’était vue renforcée avec l’arrivée des modèles dotés de voies logiques puis d’une voie de mesure RF avec la série MDO4000 de l’américain Tektronix il y a de cela un peu plus de trois ans.Avec l’introduc-

pour les applications générales.

Le repositionnement des MDO4000B s’accompagne d’une réduction de leur prix de l’ordre de 15 à 20 % selon le modèle, afin de s’aligner sur le prix des MSO4000B. On peut ainsi dire que l’analyseur de spectre est gratuit!

Jusqu’à six instruments de mesure en un seul « L’acceptation des utilisateurs a été très forte depuis l’introduction des premiers modèles MDO400, ce qui

Tektronix a repensé l’architecture de ses oscilloscopes MDO3000 pour intégrer 16 voies logiques avec analyse de protocoles, un analyseur RF, un générateur de fonctions et un voltmètre numérique.

tion des oscilloscopes à domaine mixte MDO3000 en complément des MDO4000B, le leader mondial en oscilloscopie franchit une nouvelle étape. « Nous abandonnons en effet notre gamme des oscilloscopes à signaux mixtes MSO4000B au profit des MDO4000B. Les MDO deviennent ainsi la nouvelle référence pour la conception embarquée, un marché estimé à environ 500 millions de dollars », annonce Dave Farrell, directeur général des oscilloscopes

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s’est traduit par une croissance annuelle à deux chiffres dans un marché global progressant beaucoup moins rapidement.Au point que les ventes des MDO4000 ont éclipsé celles des MSO4000 », affirme Dave Farrell. C’est d’ailleurs pour cela que Tektronix étoffe sa gamme d’oscilloscopes à domaine mixte avec la série MDO3000 et pousse encore un peu plus loin le concept d’appareil polyvalent.

Selon les options disponibles, l’utilisateur peut en effet avoir accès jusqu’à six instruments de

mesure différents au sein d’un seul appareil. On retrouve évidemment en standard un oscilloscope numérique, un analyseur de spectre et un voltmètre numérique 4 chiffres (en tension) qui n’existe pas dans les MDO4000B. « Déverrouillées par des options logicielles, les autres fonctions sont 16 voies logiques, quatre packages d’analyse de protocole, ainsi qu’un générateur de fonctions, une autre différence d’avec les MDO4000B », indique Hailey Percival, responsable marketing EMEA pour les oscilloscopes pour les applications générales.

La polyvalence des MDO3000 va encore plus loin, afin de répondre à des besoins différents que ceux identifiés lors de l’achat. L’utilisateur peut par exemple étendre jusqu’à 1GHz la bande passante des modèles de 100 à 500MHz, ou porter jusqu’à 3GHz la gamme de fréquence de l’analyseur de spectre. « Et tout cela dans un appareil portable avec un écran de 9 pouces de diagonale et pesant moins de 5 kg, grâce à une architecture repensée », ajoute Dave Farrell. Elle repose en fait sur trois cartes électroniques, l’une pour l’oscilloscope et l’analyseur de spectre, une deuxième pour l’analyse logique et le voltmètre et une troisième pour le générateur de fonctions.

Un analyseur RF avec une largeur de bande de 3 GHz

C’est ce qui permet d’atteindre d’excellentes performances, pour cette catégorie d’appareils en tout cas.L’oscilloscope numérique 2 ou 4 voies affiche une

bande passante allant de 100 MHz à 1 GHz, une fréquence d’échantillonnage de 2,5Géch/s par voie (5Géch/s sur une ou deux voies avec les modèles 1GHz) et une mémoire de 10 Mpoint par voie. « Nous avons d’ailleurs développé un nouveau mode de capture des signaux,FastAcq, permettant d’observer des signaux “fuyants” avec un taux de rafraîchissement d’au moins 280 000 formes d’onde par seconde », précise Hailey Percival. Pour l’analyseur logique, l’utilisateur dispose de 16 voies échantillonnées chacune à 500 Méch/s ou 8,25Géch/s en mode MagniVu et de 10 Mpoint par voie.

Côté générateur de fonctions (250Méch/s et 128Kpoint), il est désormais possible de capturer, créer et générer des signaux jusqu’à 50MHz sans recourir à plusieurs outils et/ou logiciels.

L’analyseur de spectre monovoie, quant à lui, couvre une gamme de fréquence de 9kHz à la bande passante analogique de l’oscilloscope, avec un bruit de phase inférieur à -83dBc/Hz à 10kHz d’une porteuse de 2GHz et un niveau de bruit moyen affiché (DANL) inférieur à -138dBm/Hz entre 5MHz et 1GHz. « Les MDO3000 affichent une largeur de bande de 3 GHz, en option, alors que les analyseurs RF traditionnels ne proposent que 10 MHz ou alors 160 MHz via d’onéreuses options », affirme Dave Farrell. Et n’oublions pas une nouvelle sonde passive dotée d’une capacité en entrée de 3,9pF et d’une bande passante jusqu’à 1GHz. Cédric Lardière

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Actualités I N STR UM EN T A T IO N DE P R OCE S S

Le pyromètre à poste fixe assure plusieurs étendues de mesure H

Avec le thermomètre à poste fixe Spot R100 de cinquième génération, Land Instruments (groupe Ametek) répond aux applications requérant des mesures ratios multimodes pour les applications industrielles de traitement des métaux.

L

e fabricant britannique Land Instruments, qui a été racheté en 2007 par le groupe américain Ametek, a bâti sa réputation dans la mesure de température sans contact, avec une gamme de pyromètres optiques, de caméras et de scanners à poste fixe pour les procédés verriers, pétrochimiques, métallurgiques, etc. « Malgré notre offre,nous avions également beaucoup de demandes pour des pyromètres“universels”,à savoir plusieurs étendues de température (+ 400 à + 1 800 °C) dans un seul appareil », rappelle Philippe Kerbois, directeur des ventes de la division Land Instruments d’Ametek France. C’est ainsi que le fabricant a développé sa cinquième génération de pyromètres à poste fixe avec le modèle Spot R100.

Ce dernier se distingue en effet par différents modes de fonctionnement sélectionnables dans le menu de configuration: un mode Ratio (étendue de mesure de + 600 à + 1 800 °C), un mode Mono 1 (longeur d’onde de 1,0μm, +550 à +1800°C), un mode Mono 2 (1,2 μm, +400 à +1800°C) et un mode Duo ou Multi. Ce sont des mesures bichromatiques avec une longueur d’onde à basse température, une autre à haute température et une moyenne des valeurs aux deux longueurs d’onde en milieu d’étendue de mesure. « Une mesure bichromatique ou multichromatique assure une précision élevée dans les environnements sales », ajoute Philippe Kerbois. La flexibilité de cette conception permet de s’adapter à divers scénarii de mesure de température, aux

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Grâce à un autofocus, un laser vert, l’absence d’œilleton de visée, une interface Ethernet, etc., le pyromètre à ratio mutimode Spot R100 de Land Instruments peut être installé sur place par une seule personne sans l’aide d’une seconde en salle de contrôle.

changements de matériau ou de paramètres de traitement (nuances différentes d’acier, par exemple).

Parmi les autres spécifications, citons une incertitude de ±0,25% K (Mono 1 et Mono 2) ou de ±1,0% K pour les autres modes, une reproductibilité inférieure à 1°C, une résolution inférieure à 0,1°C, un délai de réponse réglable entre 1ms et 10 s, un cône d’analyse de 230:1 à 90%, une distance focale de 300mm à l’infini et réglable localement, à distance via un serveur web ou le logiciel Spot Viewer (*). « En plus de l’avoir voulu autofocus, nous avons fait en sorte que la visée soit très pratique en dotant le nouveau thermomètre d’une caméra vidéo intégrée et d’un petit écran.Il n’y a ainsi plus d’œilleton de visée. L’utilisation d’un laser pulsé vert, et non par Led rouges, évite par ailleurs d’être soumis à des réglemen-

tations particulières », explique Philippe Kerbois.Autre avantage, une seule personne, sur place, peut installer le capteur, sans l’aide d’une seconde en salle de contrôle.

Interface Ethernet facilitant l’intégration dans un API

Le Spot R100 ne se substitue toutefois pas à la génération précédente (System 4) car les industriels de la métallurgie et de la sidérurgie, très conservateurs, privilégient encore un thermomètre analogique, avec une très bonne précision, et très robuste pour tenir dix ans sans intervention… même dans des ambiances très sales et très chaudes. Pour ceux qui le souhaitent quand même, un pyromètre Spot R100 peut se mettre en lieu et place d’un modèle System 4 via un kit d’adaptation

(compatibilité ascendante totale).

Selon Philippe Kerbois, « la cinquième génération permet surtout d’aller plus loin dans la mise en réseau.

En plus de la présence d’entrées/sorties analogiques (0/4-20mA,TOR), le nouveau modèle intègre également une interface Ethernet en protocole Modbus TCP/IP, ce qui facilite donc l’alimentation de l’appareil (PoE ou 24Vcc), la saisie des paramètres via un PC et/ou l’intégration dans un API.» Côté applications, le thermomètre Spot R100 est destiné aux mesures de température dans les forges, les applications de trempe, les fonderies. Et non pas dans toutes les applications afin de ne pas concurrencer les modèles de la génération précédente.

Cédric Lardière (*) En option, le logiciel SpotViewer intègre l’enregistrement des données, la création de tendances à partir des données en direct et de l’historique, la capture d’images à distance.

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Actualités A UT O M A T ISM E

Le temps de réponse des solutions d’automatisme descend désormais à une microseconde H

S’équiper d’une solution d’automatisme avec un temps de réponse ultrarapide sans faire exploser ses coûts relève du défi, mais s’avère pourtant nécessaire dans certaines applications. B&R Automation affirme pourtant avoir relevé ce challenge avec sa technologie reACTION qui abaisse les temps de réponse, de la réception du signal d’entrée à l’émission du signal de sortie, à seulement 1µs contre 100µs pour les solutions conventionnelles.

Une solution adaptable même sur de petits automates, donc peu onéreuse, selon la société.

C

colle dans des encaisseuses…, s’accommoderaient bien volontiers d’une solution d’automatisme ultrarapide qui permettrait d’opter pour un automate moins «puissant», donc moins coûteux, tout en préservant les performances globales du système.

La société B&R Automation affirme pourtant détenir la solution

B&R Automation

ertaines applications nécessitent des temps de réponse bien inférieurs aux 100µs qui caractérisent généralement les plus rapides des automates actuellement disponibles sur le marché.Et à moins de casser sa tirelire, l’accès aux automates ultrarapides n’est pas chose aisée.

Pourtant certaines fonctions ma-

société évoque une microseconde! « Pour les applications d’automatisme nécessitant des temps de réponse ultracourts, le gain en performance ainsi obtenu est considérable.

En effet, rares étaient les applications où les temps de réponse,de la réception du signal d’entrée à l’émission du signal de sortie, descendaient sous la barre des 100 µs. La technologie reACTION est mise en œuvre avec des modules d’entrées/sorties des gammes X20 ou X67. Les processus critiques au regard du temps d’exécution sont donc réalisés avec du matériel standard.En outre,la programmation de ces processus est simple puisqu’elle s’effectue graphiquement dans l’éditeur FBD IEC 61131 de notre environnement de développement Automation Studio », explique Olivier Rambaldelli, responsable marketing chez B&R Automation France.

Combiner la technologie reACTION et POwerLINk

en plus des modules d’entrées/sorties (décentralisés ou non) des gammes X20 et X67 de B&r Automation, la technologie reACTION peut également équiper les entrées/sorties intégrées du nouvel automate compact de la gamme X20 de la société.

chines comme, par exemple, le contrôle gravimétrique ou débitmétrique dans des machines de remplissage, l’élimination instantanée des produits non conformes dans des machines de tri, le contrôle de pression dans des machines d’injection plastique, ou encore la dépose de

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à ce problème avec sa technologie reACTION présentée en avantpremière à l’occasion de la dernière édition du salon SPS/IPC/ Drives qui s’est tenue en novembre 2013 à Nuremberg (Allemagne).En termes de temps de réponse, le gain est particulièrement important puisque la

La rapidité de cette solution repose notamment sur le fait que les programmes créés à partir de blocs de fonction prédéfinis dans l’éditeur graphique FBD s’exécutent directement dans les modules d’entrées/sorties, éliminant du coup les échanges de données via le réseau. Ce faisant, l’automate voit sa charge de traitement allégée et ses performances optimisées, avec à la clé, la possibilité d’opter pour des solutions d’automatisme moins onéreuses. « La décentralisation et la rapidité de réaction ainsi obtenues

reposent non seulement sur l’aptitude d’Automation Studio à répartir des modules logiciels sur du matériel distribué, mais aussi sur la capacité additionnelle de traitement fournie par ces modules », précise Olivier Rambaldelli.Parmi les bibliothèques de fonctions disponibles avec la technologie reACTION, citons notamment: l’accès direct à des signaux numériques et analogiques, les échanges de données avec le programme de contrôle de l’automate central, les opérations logiquesAND,OR, XOR, NOT, les opérations arithmétiques ADD, SUB, MUL, DIV ou bien encore le multiplexage, démultiplexage, décalage, flip flop,temporisation,PWM,comparateur, compteur, etc.

En plus des modules d’entrées/ sorties (décentralisés ou non) des gammes X20 et X67 de B&R Automation,la technologie reACTION peut également équiper les entrées/sorties intégrées du nouvel automate compact de la gamme X20 de la société.

Rappelons que les architectures de la société reposent sur le réseau temps réel «dur» POWERLINk qui optimise la performance globale des machines et des lignes, notamment en termes de vitesse et de synchronisation grâce à la communication directe entre esclaves. Associée à ce réseau, la technologie reACTION permet d’obtenir des réactions ultrarapides d’un module d’entrées/ sorties à un autre sur le réseau.

Pascal Coutance

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E ntretien I N VEST ISSEM EN T S

«Le financement locatif dansle secteur de la mac H

Al’heureoùcertainssignesderepriseéconomiquesefontsentir,ilestimportantpourlesacteursdel’industriemanufacturière de réinvestir dans des machines-outils de dernière génération afin d’améliorer leur compétitivité et de réduire leur facture d’énergie. Mais investir au sortir de la crise n’est pas chose aisée. Il existe pourtant des solutions. Nous sommes allés à la rencontredeThierryFautré,présidentdeSiemensFinancialServices(SFS),quinousexpliquel’importancecroissantedufinancement locatif pour s’équiper en machines-outils de dernière génération, et nous détaille les résultats d’une enquête menée par SFS à ce sujet auprès de 80 principaux fabricants mondiaux d’équipements d’origine (FEO) de machines-outils.

Mesures. En quoi la production industrielle est-elle capitale pour l’économie d’un pays?

Thierry Fautré. L’industrie joue un rôle déterminant dans l’économie d’un pays, notamment en matière d’innovations technologiques, d’accroissement global de la productivité et donc de revenu réel. Faisant partie intégrante du développement économique national,l’industrie contribue à la fois au commerce intérieur et extérieur et à la production de biens nécessaires à l’ensemble des citoyens. Comme le résume le rapport de la Commission européenne de 2013 sur la compétitivité: « sans l’industrie, pas de croissance ni d’emplois »(1).

Cela est particulièrement vrai dans le cas de l’industrie manufacturière de pointe, dont la haute valeur ajoutée peut contribuer pour une grande part au PIB d’un pays lorsque rapportée au secteur manufacturier dans son ensemble. Ce dernier compte ainsi pour environ 10% du PIB français et 15% du PIB européen, alors que les segments de produits complexes et de haute qualité représentent quant à eux 75% de la production manufacturière de l’Union européenne.

Intimement liée à d’autres secteurs d’activité, toute demande finale dans l’industrie manufacturière génère environ 50 % de demande finale supplémentaire dans

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d’autres branches de l’économie(2). Elle a donc des retombées très importantes sur le reste de l’économie et de par l’expertise et le savoir-faire qu’elle exige, elle permet au pays d’être compétitif en termes d’exportations sur le marché mondial.

Mesures. Pouvez-vous détailler l’intérêt pour les utilisateurs d’investir dans de nouvelles machines-outils, plutôt que de produire avec les machines dont ils disposent déjà?

“ Du fait de la crise

économique, les utilisateurs de machines-outils ont une tendance à freiner leurs investissements.

Mais sur le long terme, cette stratégie n’est pas viable.”

Thierry Fautré

Thierry Fautré. Du fait de la crise économique et de la raréfaction du crédit, les utilisateurs de machines-outils ont eu tendance ces dernières années à freiner toute politique d’investissement et de renouvellement de leurs équipements et à amortir la valeur de leurs équipements existants.

Cette stratégie n’est cependant pas viable sur le long terme, les machines utilisées perdant à la fois de leur valeur et de leur efficacité, alors que, généralement, les entreprises cherchent à accroître leur force de production et leur compétitivité.

Les machines-outils de dernière génération signifient des gains certains à la fois en terme de productivité et d’efficacité, contribuant naturellement à réduire le coût de chaque produit usiné. En plus d’être plus productives, elles sont également moins énergivores, ce qui s’avère particulièrement pertinent dans un contexte généralisé de hausse du prix des énergies. Sur la durée de vie d’un équipement, les coûts liés aux énergies sont souvent plusieurs fois supérieurs à son coût d’acquisition.

Mesures. La problématique est-elle la même pour les grands groupes et pour les petites structures?

Thierry Fautré. La compétitivité d’une entreprise est par essence un élément clé en

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gagne en importance hine-outil» Thierry Fautré, président de la division Siemens Financial Services (SFS) France

Siemens Financial Services

Successivement directeur général adjoint de GE Capital Commercial Finance, puis de Crédit Agricole Leasing, Thierry Fautré est aujourd’hui président de Siemens Financial Services (SFS) France et est en charge des activités de financement locatif de Siemens dans l’Hexagone. Il possède une expérience étendue des métiers des financements spécialisés, du financement automobile aux financements des équipements en passant par l’affacturage.

ce qu’elle conditionne la pérennité économique d’une activité, et ce quelle que soit la taille de la structure. La problématique étant la même, il est donc tout aussi important et pertinent pour une petite et moyenne entreprise (PME) d’acquérir des machinesoutils de dernière génération que pour un grand groupe. De nombreux utilisateurs de machines-outils sont des petites et moyennes entreprises qui se révèlent bien souvent être fournisseurs d’importants donneurs d’ordres en aval de la chaîne d’approvisionnement (secteurs automobile, aérospatial, etc.). Dans ce cas de figure, la

compétitivité d’une petite structure est intimement liée à celle des donneurs d’ordres économiquement plus importants.

Mesures.Peut-on chiffrer ces avantages en termes d’économies potentielles et de retour sur investissement?

Thierry Fautré. L’industrie manufacturière est un secteur fortement consommateur en énergie alors qu’à court terme, le coût de l’énergie se mêle à d’autres facteurs pour peser lourdement sur la compétitivité(3).

Investir dans des équipements de dernière génération moins consommateurs en éner-

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gie est donc essentiel et peut se révéler source d’économies très importantes pour les entreprises concernées. L’une des dernières études de la division Financial Services de Siemens(4) a révélé les économies que pourrait potentiellement réaliser le secteur industriel français grâce à l’adoption de technologies à haute efficacité énergétique. Il en ressort que le secteur pourrait réaliser des économies d’énergie à hauteur de 2703 millions d’euros au cours des cinq prochaines années et réduire de manière considérable sa consommation d’électricité, si des variateurs de vitesse étaient adoptés sur les systèmes entraînés par un moteur électrique.

Mesures. L’enjeu est-il le même pour les utilisateurs de machines-outils dans les pays à forte croissance (Chine, Inde, autres…) et dans les pays dits industrialisés où la croissance est beaucoup plus faible ?

Thierry Fautré. Dans les pays à forte croissance, tels que la Chine ou l’Inde, de nombreuses PME peinent à obtenir des financements abordables. En Chine, par exemple, les banques limitent l’accès au crédit et les PME sont confrontées à de réelles difficultés lorsqu’il s’agit de lever les fonds dont elles ont besoin pour s’aligner avec les taux de croissance du pays (plus de 7% par an). La Chine et l’Inde se classent ainsi respectivement à la 67e et 40e place du classement de la Banque mondiale(5) pour ce qui est de l’accès au crédit. Le recours à des solutions de financement alternatives, telles que le financement locatif, permet donc à ces entreprises d’acquérir les équipements nécessaires pour développer et pérenniser leurs

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S olutions MESURES DIMENSIONNELLES

MMT, bras de mesure et laser trackers se démocratisent H

Sauf exception, fini ledictatdessalles demétrologie dans lesquelles des spécialistes sont retranchés derrière leursMMT avec leurs lourdes tables de granit. Désormais, le contrôle s’installe à l’atelier, au plus proche des moyens de production. Cette révolution a été provoquée par le développement des petites MMT et surtout par celui des bras de mesure portables au débutdesannées1990,puisparl’émergencedeslasersdepoursuite.Cesnouveauxappareilsontrévolutionnélesméthodes d’inspectionetdemesurestraditionnelles.Bardésd’informatiqueetdelogicielsexperts,cesnouveauxinstrumentsassurent des mesures rapides et fréquentes, avec de considérables gains en termes de temps de réponse et de qualité.

C

es dernières années,nous avons véritablement sorti la mesure 3D des salles blanches où elle était cantonnée jusqu’à présent », explique Serge Durand, Marketing & Business Development Manager chez Hexagon Metrology. C’est un événement fort du contrôle qualité. Résultat, sur le terrain des principales disciplines de mécanique générale (enlèvement de ma-

tière, tôlerie…), les traditionnelles salles de métrologie avec atmosphère et température contrôlées font moins recette car les mesures dimensionnelles se doivent d’être aussi proches que possible des moyens de production. Cette proximité permet de corriger, et même d’anticiper, toute dérive de cote ou de qualité d’états de surface avec des délais très courts. Moins de temps et de pièces per-

Pour la reverse engineering Numérisation 3D, digitalisation, rétroconception ou reverse engineering, sont autant de termes qui consistent à obtenir le fichier CAO d’une pièce réelle. La digitalisation, première étape, permet d’obtenir le nuage de points de la pièce (format fichier STL). Ce dernier est ensuite retravaillé par un bureau d’études pour réaliser la rétroconception, aussi appelé reverse engineering, exploitable dans tout logiciel de dessin type Catia V5, Pro-Engineering, Solidworks, Rhinoceros 3D… (aux formats de fichier IGES ou STEP).

Cette démarche conceptuelle est directement

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tributaire des nouveaux moyens de mesure et notamment des bras munis de têtes laser, car elle a pour objectif de créer un fichier CAO d’une pièce dont on ne sait rien et pour laquelle on doit établir rapidement un fichier de définition pour en réaliser la copie. Autre raison, l’analyse des déformations d’un moule en fonction de l’usure temporelle ou d’un changement de matière. La démarche qui sert à visualiser puis comparer les défauts de forme de la pièce avec son fichier CAO théorique s’accélère et devient encore plus précise au fur et à mesure que les dispositifs de relevés de surfaces s’améliorent.

dues sont autant de productivité gagnée pour conquérir ou conserver de précieuses «parts de marché». « L’idée, avec les premières applications du transfert des machines à mesurer tridimensionnelles (MMT) à l’atelier,date d’une petite vingtaine d’années.Dans un premier temps, des stations de mesure 3D compactes opérant par palpage,légèrement moins précises que les MMT traditionnelles, mais plus aptes aux environnements difficiles, furent implantées aux pieds des machines », se souvient Serge Durand.

Une machine qui intervient dans le flux de production est capable de contrôler partiellement ou 100% des pièces. Cette dernière stratégie est celle du secteur aéronautique pour des raisons évidentes de sécurité.

Agiles, ces unités ont progressé en rapidité d’inspection et sont munies de systèmes multicapteurs. Par exemple, «Turboméca a retenu la Duramax pour systématiquement contrôler l’usinage des aubes de turbines.Afin d’automatiser le cycle de contrôle, long, complexe et répétitif, un robot polyarticulé travaille en liaison avec la MMT », précise Stéphane Roussel, responsable «service applications» chez Carl Zeiss. « Pourtant, les petites MMT ont progressivement

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Creaform

Le Go ! Scan 3D est utilisable dans un environnement quelconque afin de relever des nuages de points dans l’espace sans contact avec la pièce. Il rend a numérisation 3D encore plus facile pour des mesures rapides et fiables.

tubes, ces bras de mesure imaginés par Romer dès 1986 puis par l’américain Faro trouvèrent d’autres applications et se géné-

Turboméca Tarnos

été détrônées à leur tour par les bras de mesure 3D », poursuit Serge Durand (Hexagon Metrology).

Etudiés initialement pour contrôler les

La MMT Duramax de Zeiss est asservie avec un robot six axes pour le contrôle de pièces de turbines.

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ralisèrent à l’aube des années 1990. Portatifs, fiables, faciles à utiliser, ils trouvèrent de multiples applications pour contrôler des pièces de tôlerie, de forge, de fonderie et les ensembles mécano soudés. Ces nouveaux appareils opèrent par contact, d’une manière extrêmement souple,rapide avec la précision du dixième de millimètre. Sur de nombreux postes, ils remplacèrent trusquins, pieds à coulisse, jauges de profondeur, palmers et calibres. Couplés avec un PC,ils fournissent des rapports détaillés complets pour les valeurs mesurées et détrônent définitivement une bonne partie des outillages de contrôles dédiés à certaines pièces. De plus, en ces temps de crise économique, le but de tout gestionnaire consiste à faire de la qualité avec de moindres budgets, d’où leur plébiscite. « Progressivement, ces bras de mesure se sont améliorés, passant d’une tolérance du dixième à moins de 0,02 mm, le tout pour des coûts très intéressants. Ces instruments sont livrés avec des logiciels simples, adaptés aux opérateurs non spécialistes de la métrologie. Ces nouveaux moyens sont souvent installés en mode self-

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G uide d’achat A N A LY SE IN D UST R IEL L E

Les analyseurs de poussières H

On oublie parfois un peu vite que les procédés industriels mettant en œuvre des particules peuvent présenter, comme les installations de gaz, des risques d’explosion. Si l’on ajoute au respect de la directive Atex les contraintes réglementaires en termes d’émissions, les industriels ne doivent pas sous-estimer l’achat d’un analyseur de poussières. Plusieurs techniques de mesure (triboélectricité, optique par transmission ou par diffusion, jauge bêta, analyseur extractif ou in situ) sont proposées par les fabricants. Chacune de ces méthodes ayant ses avantages et ses limitations, les critères de choix d’un analyseur de particules en suspension s’appuient sur les spécificités de l’application (présence de poussières humides, contraintes d’installation fortes, etc.) et surtout sur les normes en vigueur dans l’industrie en question.

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ui n’a pas déjà entendu à travers les médias ou vu sur les panneaux d’affichage routiers une alerte à la pollution aux particules fines, comme ce fut le cas, par exemple, au mois de décembre 2013 en région parisienne, dans l’agglomération de Bordeaux et le bassin lyonnais, ainsi qu’à Poitiers et à Castres(1) ?

Les particules PM10, L’essentiel PM2,5 et PM1 deP La mesure de poussières à viennent depuis l’émission et dans les procédés quelques années un revêt une importance capitale enjeu environnemental pour des raisons environet sociétal de premier nementales et de sécurité. plan,en raison de leurs P Il existe plusieurs techniques risques sanitaires. de mesure basées sur De par leur taille, ces la triboélectricité, des principes particules fines en susoptiques, sur la jauge bêta. pension dans l’air P Chacune de ces méthodes a peuvent en effet s’insises avantages et ses limitations, nuer jusqu’au plus mais les fabricants cherchent profond des voies resdes niveaux de détection piratoires (les altoujours plus faibles, véoles), provoquant une installation simplifiée, etc. ainsi des maladies pulP Les critères de choix monaires, puis pénés’articulent sur les spécificités trer dans la circulation de l’application et surtout sur sanguine et entraîner les normes à respecter. alors des problèmes

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cardiovasculaires. Le Centre international de recherche sur le cancer (CIRC), qui est une agence de l’Organisation mondiale de la santé (OMC), a d’ailleurs classé en octobre 2013 la pollution de l’air extérieur parmi les cancérogènes certains (groupe 1) pour l’homme. On comprend aisément la tendance actuelle qui consiste à des réglementations toujours plus strictes en termes, par exemple, de valeurs limites émises par le trafic routier, les industries, le chauffage, l’agriculture, etc. Ce que peuvent aussi confirmer tous les industriels et exploitants d’incinérateurs, de cimenteries, de sites agroalimentaires, d’ateliers du bois, etc.A ces contraintes réglementaires liées à la qualité des rejets émis, s’ajoute un autre aspect propre aux poussières combustibles et d’autres produits pulvérulents.

Comme le rappelait en 2010 l’Institut national de recherche et de sécurité (INRS)(2), «si le risque d’explosion de gaz et le risque d’explosion en phase condensée (explosifs et produits pyrotechniques) sont bien connus, le risque d’explosion de poussières est plus difficile à appréhender et à faire comprendre. Il est souvent nécessaire de bien expliquer et d’insister pour faire accepter l’idée qu’une poussière manipulée dans une installation engendre un risque d’explosion du fait de ses caractéristiques physico-chimiques.» Il s’agit aussi bien de

poussières alimentaires (amidon, sucre, farine, céréales…), végétales (coton, bois, etc.), métalliques (aluminium, magnésium, ferroalliages…) et industrielles (engrais, matières plastiques, caoutchouc…).

«Tous secteurs d’activités confondus, un total de 190 explosions de poussières a été répertorié dans la base de données Aria [Analyse recherche et information sur les accidents, NDLR] du Barpi [Bureau d’analyse des risques et pollutions industrielles, NDLR], de 1903 à janvier 2010.Leur analyse montre que les activités les plus touchées par les explosions de poussières sont de loin les industries du bois et de l’agroalimentaire, qui comptabilisent à elles seules près des trois quarts des explosions recensées », poursuit l’INRS. C’est ainsi que les analyseurs de poussières mis en œuvre dans les applications industrielles se doivent d’être aussi conformes à la directive Atex (Atmosphères explosives)…

Poussières, particules… une question de vocabulaire Avant de poursuivre,il est peut-être judicieux de faire un point de vocabulaire: les deux termes «particules» et «poussières» sont aussi bien utilisées l’un que l’autre. Si l’on veut être un peu rigoureux, les particules en suspension sont d’une manière générale de fines particules solides portées par l’eau ou

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La mesure de poussières, en fait des particules fines en suspension, à l’émission et dans les procédés revêt une importance capitale pour des raisons de respect des réglementations environnementales et de sécurité.

On oublie en effet trop souvent qu’un nombre important d’explosions sur les sites industriels viennent de la manipulation de poudres.

1µm. «Si, dans l’air ambiant, des filtres de type PM10, PM2,5 et PM1 sont mis en œuvre, il n’y a pas de sélectivité selon la taille en ce qui concerne les émissions industrielles ; on s’intéresse à la concentration totale », précise Fabien Burato, directeur de Durag France.

Nous nous intéresserons ici plus particulièrement aux analyseurs de poussières destinés à l’émission et aux procédés. On n’abordera pas les applications de mesure à l’air ambiant et de comptage particulaires dans les ambiances contrôlées (salles blanches, air intérieur…) qui requièrent des appareils bien différents, souvent portables. Comme nous le verrons plus loin, le marché des analyseurs de poussières à l’émission et de process est particulier à plus d’un titre. Il s’agit avant tout d’un marché de spécialistes, avec cinq, six

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fabricants principaux, mais en aucun cas d’un marché de niche. On ne peut en effet pas parler de marché de niche puisque «le nombre d’industries concernées par la mesure continue des poussières est certainement plus important que pour les analyses de gaz : l’industrie extractive avec les carrières par exemple, le secteur du plâtre (détection du noir de carbone mais pas de gaz), les industries agroalimentaire, pharmaceutique… », poursuit Juliette Poupeney, chef de projets, coordination des ventes chez Sistec. A ces quelques exemples, on peut encore ajouter tous les autres sites d’incinération et disposant d’une centrale à charbon, à fioul, à turbine ou à gaz.Au total,on dénombre environ 540 usines concernées en France, dont certaines comme les centres d’incinération se voient de plus en plus souvent imposer une redondance des équipements.

Des normes en constante évolution et toujours plus strictes

PCME

de fines particules solides et/ou liquides portées par l’air. Les poussières, quant à elles, sont des particules fines en suspension qui se sont détachées de matériaux sous l’effet de chocs ou de déflagrations. «Selon le marché sur lequel on se place (moteurs, incinérateurs, etc.), les deux termes sont a priori différents, mais cela reste discutable. La différence dépend plus de ce que l’on va récupérer sur un filtre, en fonction de sa granulométrie», explique Paul Mouchot, gérant du français Sistec qui distribue le norvégien Neo Monitors et le britannique Particulate and Compliance Emission Monitoring (PCME).

Pour Pompilia Sopco, responsable marketing et communication du français Environnement SA, «en tant que fabricant, les poussières sont égales à des particules en suspension PM10 et PM2,5. On rencontre également les particules PM1 mais elles ne sont pas soumises à une réglementation sur la qualité de l’air.»

L’acronyme PM, pour Particule Matter, correspond à une classification selon la taille des particules : des particules PM10, PM2,5 et PM1 se distinguent respectivement par un diamètre inférieur à 10, 2,5 et

Pour les applications de mesure à l’émission, le respect des réglementations et, en particulier, la certification des appareils sont les deux principaux moteurs du marché de l’analyse de poussières en industrie.

Selon une étude du cabinet d’analyse américain McIlvaine Company, le marché mondial des systèmes de surveillance continue des émissions (Continuous Emissions Monitors ou CEMS) pour les applications ambiantes et de cheminée approchait en 2012 le milliard de dollars par an (dont 112 millions de dollars pour l’Europe de l’Ouest), en englo-

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