Université de Franche-Comté

Un mariage inéluctable pour la mécatronique ?

Si l’enjeu pour les industries mécaniques de la région Franche-Comté est d’arriver à diversifier leur activité, leur production, pour ne plus dépendre uniquement d’un seul donneur d’ordre (par exemple l’automobile), alors la transition vers la mécatronique doit être étudiée de près. En alliant la mécanique, l’automatique, l’électronique, l’optique, l’informatique, elle construit une nouvelle génération de produits qui s’étend à tous les champs de l’industrie. Quels sont les potentiels, les chances, l’inéluctabilité de ce genre de produits ? Quels sont les investissements nécessaires en termes de compétences et d’outils pour pouvoir les concevoir ?

 

 

La mécatronique envisage les systèmes, une logique observée dans de nombreux secteurs de l’innovation, que ce soit avec les microsystèmes (MEMS – cf. en direct n° 227, novembre – décembre 2009), les simulations multiphysiques (cf. en direct n° 226, septembre – octobre 2009 et supplément IPV n° 223, mars 2009) ou encore tout le volet « embarqué » : les nouveaux objets du monde domestique ou du monde industriel réunissent la mécanique, l’électronique, l’optique et l’informatique qui s’imbriquent intimement.

 

 

Diagramme de Venn de la mécatronique

 Diagramme de Venn de la mécatronique

  

Il ne peut y avoir de technologie dominante dans un mariage réussi

Tellement intimement que la conception de la forme des objets, de leur commande, de leur alimentation électrique, de leur interaction avec d’autres doit être simultanée, au risque de se voir confronté à des problèmes de compatibilité, d’interactions négatives (par exemple avec les champs électromagnétiques créés) ou de fiabilité.

 

Un appareil photo numérique, un disque dur d’ordinateur sont autant d’exemples phares et typiques de la mécatronique. Mais on peut aussi trouver des roulements de roue qui, avec leurs capteurs embarqués, permettent de bénéficier d’informations quant à l’état de la route, ensuite utilisées pour le pilotage du véhicule ou la gestion du groupe motopropulseur (développé par le groupe SNR ). Il existe aussi Clareety, un lecteur qui numérise les disques en vinyl en récupérant par voie optique la topographie des sillons, pour prendre des exemples qui ont reçu les Mechatronics awards 2008 lors du salon de la mécatronique SCS.

 

Ainsi, la mécatronique devient plus une façon de qualifier les nouveaux produits développés pour des applications et dans des champs très différents, tant elle devient la norme. Il n’en demeure pas moins que la pluricompétence nécessaire peut se révéler un obstacle dans les entreprises monothématiques.

 

 

Roulement de roue capteur d'efforts ASB3

 

Roulement de roue capteur d'efforts ASB3 (Source : SNR)

 

 

Lecteur de disques en vinyl récupérant la topographie des sillons par voie optique

 

Clareety (Source : Indeep)

 

 

L’IPV peut aider à l’étude de projets mécatroniques

Pour y remédier, plusieurs volets sont mobilisables, dont les méthodes de conception innovantes. L’analyse fonctionnelle aboutit à une définition précise du besoin (AFB) et de la façon dont un système, une innovation peut y répondre (AFT). L’analyse de la valeur (AV) fixe, d’un point de vue marché, le prix qu’un client sera prêt à concéder au regard des fonctions du produit. Enfin, dernier outil mobilisable, AMDEC  — pour Analyse des modes de défaillances, de leurs effets et de leur criticité — scrute le système envisagé pour repérer les points potentiels de défaillance, leurs causes, leurs impacts et leurs occurrences. Au vu de la complexité — induite par l’approche forcément systémique des projets mécatroniques — des méthodologies propres à la conception innovante peuvent être mises en œuvre, telles que la méthode TRIZ, qui permet de structurer la démarche d’innovation pour guider et orienter les acteurs.

 

L’IPV peut se faire fort de mettre en œuvre ces outils dans le cas d’un projet défini.

 

 

Formez-vous

L’autre volet concerne la formation ; des filières ont été montées en Franche-Comté. L’université a ainsi mis en œuvre dès 2004 un master Mécatronique, devenu depuis Mécatronique et microsystèmes, avec trois parcours intégrés : conception et exploitation des systèmes de production, innovation et conception, et enfin électronique et systèmes embarqués. À l’ENSMM, la mécatronique est abordée par ceux des élèves ingénieurs qui choisissent l’option en 3e année. À l’UTBM, une filière Conception des systèmes mécatroniques est proposée dans le parcours Mécanique et conception. Des formations courtes sur trois jours, faites sur mesure pour les ingénieurs et techniciens en mécanique, donnent une introduction, notamment à la théorie des Bond Graph, ou graphes de liaison, appliquée à la mécatronique et aux logiciels de simulation (AMESim). Il est donc possible de recruter ou de former, à différents niveaux, du personnel à même de mener des projets de mécatronique.

 

 

Une modification intégrale de l’environnement de travail

Car la difficulté principale naît de la pluridisciplinarité qui oblige le chef de projet à n’être d’aucun parti pris pour l’une ou l’autre des « briques » de base, et à penser toute la chaîne, de la conception à la commercialisation, de façon, encore une fois, systémique ; par exemple, l’utilisation de la CAO et de la modélisation multiphysique, afin de mieux anticiper les interactions de type échauffement ou électromagnétisme. L’introduction de l’électronique ou de l’optique dans un atelier de mécanique doit respecter certaines règles qui impactent tout l’atelier. Il est également préférable de former les commerciaux au panel d’options que l’on peut facilement développer dans les objets mécatroniques.

 

 

Un marché prometteur qui deviendra la norme ?

Il n’est donc pas anodin de s’engager dans la conception et la production de tels systèmes. Mais quelques signes frappants peuvent venir orienter les choix d’investissement ou non. Les analyses de marchés, par exemple, qui évoquent une croissance de 3,5 % de 2010 à 2015, tous secteurs confondus (cabinet Décision, CETIM infos n° 200) ou bien, selon Forst et Sullivan, une évolution du chiffre d’affaires de 5,5 à 6,8 millions d’euros pour la seule année 2010 et pour les seuls produits mécatroniques intégrés à l’automobile.

 

Néanmoins, c’est par la mise en commun des ressources propres des PME que le passage à la mécatronique pourra s’effectuer, pour un élargissement de leur marché.

 

 

Contact : Claudia Laou-Huen

Service Communication

Institut Pierre Vernier

Tél. (0033/0) 3 81 40 57 08 

 

Retour en haut de page

 

 

retour