Vue par certains comme la quatrième révolution industrielle, par d’autres, comme une évolution naturelle de la production, l’usine du futur est en tout cas connectée. Enseignement, projets avec les entreprises, recherche, voyons comment les spécialités et plateformes de l’INSA s’en emparent.

L’usine du futur fait partie des 34 plans de reconquête industrielle, lancés en 2013, par le gouvernement qui y voit un moyen de relancer l’industrie française et de l’armer pour la compétitivité. La Région Alsace a aussi lancé un plan en sa faveur.

Le réseau AlsaceTech veut connecter les plateformes de ses écoles membres pour favoriser le transfert de technologies vers les entreprises.

A l’INSA de Strasbourg, qui forme des ingénieurs pour l’industrie, cette thématique est à l’œuvre en particulier dans les spécialités génie mécanique, mécatronique, génie électrique, avec leurs plateformes correspondantes.  Dans le cadre de PRT et PFE[1], des étudiants ont par exemple participé au nouveau site de production U2 du groupe SALM à Sélestat, considéré comme pionnier en matière d’usine du futur (gestion des flux et des informations pour les outils de coupe, création d’outils collaboratifs pour la conception de produits, mise en place d’un outil pour piloter et visualiser les stocks).

Smart factories

L’usine du futur se caractérise par l’intégration des technologies numériques dans les processus industriels. Elle est souvent présentée comme la 4e révolution industrielle, après la mécanisation (charbon et machine à vapeur), la production de masse au 19e siècle (électricité et pétrole) et l’automatisation de la production au 20e siècle (électronique et télécommunications).

L’usine du futur est connectée, sa production est numérisée. Elle se veut mieux automatisée, plus économe en énergie et en ressources, plus intelligente, avec des modes de production modulables et flexibles (personnalisés, adaptés à la demande, en petites série). Elle va de pair avec le concept d’Industrie 4.0, ou d’usine 4.0, d’usines dites « intelligentes » (smart factories).

Axe 1 : Usine connectée et production flexible

Grâce aux technologies numériques, l’usine du futur est connectée en interne (les machines et systèmes le sont entre eux) et à l’externe (avec ses partenaires, fournisseurs, clients et utilisateurs…).

Connecter les clients et utilisateurs est l’axe le plus sollicité par les entreprises à l’INSA de Strasbourg, estime Philippe Leroy, directeur d’INSA entreprises.

« C’est ce qui leur manque le plus » confirme François Kiefer, enseignant et directeur de la formation. « Cela permet aux entreprises de scanner plus finement et rapidement les besoins du client. Celui-ci peut configurer son produit, intervenir sur la production. Il devient acteur du système d’information technique ».

Dans le cadre de PRT, PFE, contrats de recherche ou d’apprentissage avec des petites et grandes entreprises, des étudiants en génie mécanique ont par exemple développé des applications pour connecter le client en amont (un configurateur lui permet de modifier, personnaliser et dimensionner le produit qu’il désire) et en aval (le client est invité à s’enregistrer, l’entreprise peut ainsi suivre les produits vendus et leur usage, améliorer le produit, le service après-vente…). Ce type de projet requiert la double compétence, informatique et ingénierie, des ingénieurs INSA, en particulier ceux du parcours « ingénierie des systèmes de production » du département mécanique.

Corollaire de cette personnalisation de la production, l’usine se dote d’outils logistiques numériques pour suivre les pièces. Comme chez SALM, chacune est étiquetée avec un système RFID qui rend possible la production flexible et la traçabilité. Des diplômés en génie électrique et mécatronique de l’INSA de Strasbourg ont par exemple créé la société RF Conception qui propose un système d’étiquetage par puce RFID. Il peut s’appliquer à l’automatisation des chaînes de production.

Les étudiants en mécatronique ont effectué leur PFE pour le nouveau site de production 4.O de Sew-Usocome, à Brumath, inauguré en 2015, dans le domaine du pilotage des systèmes flexibles de production, pour collecter, à l’aide de capteurs, les données de mesures en production et les intégrer au système d’information.

Internet of things

Les étudiants en génie électrique sont formés au développement d’objets connectés, internet of things. Ou comment connecter différents capteurs dans l’entreprise au système d’information et rendre possible l’exploitation des données pour la gestion. En collaboration avec la spécialité génie climatique et énergétique, ils ont par exemple réalisé un réseau de chaudières connectées qui recueille différents paramètres sur un serveur (consommation, température, pression…), pour superviser et optimiser le système énergétique, et donc réduire les consommations.

« Des PFE s’intègrent souvent dans des opération de réhabilitation de chaînes de production. Nous pouvons développer tout ce qui relève de l’acquisition de données, de mesures, du contrôle à distance, de la génération de big data, de la création de bases de données, de serveurs, en collaboration avec les informaticiens de l’école » précise Bertrand Boyer, enseignant en génie électrique. Il met cependant en garde : « L’usine connectée est aussi plus vulnérable au piratage ».

A suivre dans les deux prochains billets dédiés à l’usine du futur : Le big data et la « cobotisation » – L’innovation et le bâtiment de l’Usine du futur

Par Stéphanie Robert

[1] Projet de recherche technologique et Projet de fin d’études

Source de l’image à la une : Shutterstock – Ahmet Misirligui