"C’est fou toutes les possibilités que ça ouvre !" Au cœur des locaux du tout nouvel ID Center, qui accueille à Cluses (Haute-Savoie) la onzième édition des rencontres internationales de l’usinage organisées les 29 et 30 janvier par le consortium Intercut (Cetim, Enise et Arts et Métiers), la broche E-spindle fait sensation.
Et pour cause. Cette broche d’usinage "intelligente", dotée de nombreux capteurs, symbolise une promesse de l’usinage du futur :
l'intelligence et l'autonomie de la machine. Elle était présentée pour la seconde fois au public après une première apparition lors de l’EMO de Hanovre. Ou plutôt ce qu'on en devine. Contenue dans une boîte opaque, elle ne laisse découvert que le porte-outils instrumenté auquel elle est reliée.
Construire des boucles de rétroaction
Co-développée par le Cetim et la société stéphanoise PCI (Loire), cette broche (la partie qui imprime le mouvement de rotation nécessaire à l’usinage) "est capable de réagir en temps réel en fonction des process", explique Ugo Masciantonio, spécialiste de l’usinage au Cetim. C'est-à-dire de collecter des données pour les analyser puis "d’établir des boucles de rétroaction" et ainsi ajuster l'action en temps réel. Par exemple pour optimiser le rodage d’une pièce cylindrique, comme en était faite la démonstration à Cluses.
Pourtant, avoir une machine qui ajuste son pilotage toute seule n'est pas si proche. Et souvent, collecter des données pour connecter l’usine peut s'avérer décevant. "L’objectif ne doit pas être de faire du big data en soi", expose l’ingénieur Remi Porcheray face au public. "Aujourd’hui, une machine d’usinage peut mesurer plein de choses, des efforts, des vibrations, des côtes, des déformations, mais la question est de savoir ce qu’on en fait. L’idéal est d’intégrer l’ensemble pour que la machine réagisse par elle-même mais dans l’état industriel des choses, nous n'y sommes pas tout à fait", résume-t-il.
Un parc machine vieux de 17 ans
Nathan Mann Une opération de mesure in situ dans une machine à commande numérique
Dans l’environnement hostile de l’usinage, baigné de copeaux métalliques et de fluides gras, il n’est pas simple d’établir des mesures exactes. La chaleur engendrée par les frictions entre l’outil et le métal complique aussi l’évaluation de la déformation d’une pièce pendant l’usinage. Pour y pallier, il faut développer des modèles précis des processus de fabrication et des vibrations qu’ils engendrent.
Enfin, "en combinant des mouvements d’axes et de rotation, l’usinage enlève de la matière de manière très rapide", rappelle Ugo Masciantonio. Cela génère un volume de données énorme qui limite le traitement en temps réel". Un problème qui se redouble au niveau du pilotage de l’usine entière en raison de l’ancienneté du parc de machines-outils français (17 ans en moyenne contre 8 de l’autre côté du Rhin) ainsi que de la diversité des langages et des protocoles de communication utilisés, qu’il faut traduire avant d’interconnecter les machines.
Le 4.0, pourquoi faire ?
Attention à ne pas tout voir en noir. Certaines solutions d’aide numérique sont déjà disponibles et considérées comme utiles. Plusieurs solutions existent, notamment pour le contrôle des pièces en cours de production avec l'ajustement automatique du programme en cas de défaut. A l'image de la solution Usitronic du Cetim, qui permet le pilotage dimensionnel en usinage 5 axes continu, couplé à une mesure comparative 3D (grâce à un instrument Renishaw) pour corriger l'usinage de la pièce automatiquement et en soigner les finitions. Un moyen de réduire les taux de déchets. Mais aussi de marquer une nouvelle étape dans l'automatisation pour faire face à la pénurie de régleurs et d’ingénieurs... et éventuellement diminuer la main d'oeuvre,
Nathan Mann Le nouvel ID Center réunit la mécanique et l'usinage à Cluses
Présent sur le salon, l'ingénieur Davy Pillet vante sa start-up, Ellistat, et sa solution d’intelligence artificielle "plug and play" capable, à partir des mesures prises sur la machine-outil, de proposer des corrections. Selon lui, sa solution permet de "diminuer le taux de rebut de 90%".
Faire confiance aux opérateurs
Autres applications attendues du numérique : une meilleure maintenance des machines et la garantie pour les donneurs d’ordre que les process de fabrication ont été suivis grâce à l'enregistrement des données. Reste qu'après plusieurs années de promesses grandiloquentes entourant l'usine du futur, l'heure est la méfiance envers le tout automatique et à la confiance dans les connaissances des opérateurs humains.
Symptomatique de cette dynamique, l’embarreur intelligent développé par Bucci Industries France. Il vient détecter la rectitude des barres et les vibrations anormales mais, en cas d’alerte, "c’est l’opérateur, qui connaît ses pièces, qui décide", insiste le technicien R&D Gilbert Eynard.
Dépasser les difficultés économiques
Sans oublier que le secteur de l'usinage est majoritairement occupé par des sous-traitants, aux contraintes pas toujours compatibles avec les ambitions du 4.0. "En tant que sous-traitant de rang 2, nous n’avons pas beaucoup de visibilité à long-terme, ce qui rend difficile un engagement financier de l’entreprise", abonde Christophe Pezet, gérant d’une PME éponyme de 65 personnes qui produit des pièces métalliques pour l’aéronautique. Un dernier obstacle, et non des moindres, sur la route de l'usine du futur.
