Donnons un sens à l'innovation
Type de projet : ANR
Acronyme : ASTRIA
Titre : Outil d’aide à la décision pour la conception robuste de structures méta-composites adaptatives
Responsable scientifique : Pierre Feissel
Dates : 01/10/2021 au 31/08/2027
Résumé : les matériaux adaptatifs possèdent des propriétés additionnelles de perception ou d’actionnement par rapport aux matériaux classiques. Les composites sont des matériaux clés pour de nombreux domaines (transport, aéronautique, énergies renouvelables,…). Leur combinaison permet l’émergence de matériaux dits « méta-composites adaptatifs ». En intégrant des propriétés structurelles et multifonctionnelles, ces matériaux possèdent des propriétés sur mesure pour un cahier des charges spécifique.Cependant, leur émergence industrielle est freinée par le manque d’outil de conception. Le projet ASTRIA s’intéresse au développement d’outil d’aide à la décision pour leur conception robuste. Ce projet cible à la fois les aspects numériques (modélisation, simulation, gestion des données incertaines et commande), expérimentaux (fabrication de maquettes fonctionnelles, identification et recalage de modèles) et applicatifs (développement de dispositifs opérationnels). Dans le cadre de ce projet, les membres du laboratoire Roberval impliqués dans le projet s’intéressent plus particulièrement à la modélisation numérique de ces structures dans le domaine vibratoire et à l’identification des propriétés de couplage piézoélectrique au sein des matériaux composites. Il est proposé de développer une stratégie d’identification robuste permettant de gérer et quantifier les incertitudes.
Mots clés : jumeaux numériques, modélisation et simulation, validation et vérification, multi-échelle, multi-physique, (quantification) incertitudes
Type de projet : ANR
Acronyme : MS3C
Titre : Mécanique, stochastique et contrôle avec couplage de codes
Responsable scientifique : Adnan Ibrahimbegovic
Dates : 01/12/2020 au 20/12/2025
Résumé : With a quest for increasing renewable energy share, European Community has launched the grand challenge of delivering the wind-turbine installations that can provide 10MW electric power per year, which doubles the current maximal capacity in Europe. Our main research hypothesis is that such a production increase can be achieved with combined efforts of exploring: i) system-ofsystem point of view to wind-turbine farms in order to optimize performance of each unit in existing systems and ii) technological innovation towards larger wind-turbines with flexible blades as flexible multibody systems in order to guarantee the turbine safety under extreme wind conditions.
Mots clés : Mechanics ; Stochastics ; Control ; Code Coupling
Type de projet : BPI France et Région Hauts-de-France
Acronyme : SEMPAE
Titre : Simulation de l’Encapsulage Moteur pour l’Acoustique Externe
Responsable scientifique : Nicolas Dauchez
Dates : 12/09/2019 au 31/08/2023
Résumé : Développement d’un outil de conception d’encapsulage de GMP pour la réduction du rayonnement acoustique par différentes techniques : en contact direct ou en découplage par lame d’air dans le contexte de la nouvelle réglementation sur le bruit de passage automobile (essentiellement dans la bande de fréquence de 500 Hz à 4 kHz). Modélisation de l’isolation acoustique apportée par l’insertion d’un matériau poreux (fibreux ou mousse) autour d’une source acoustique. Compréhension des phénomènes de contact et du comportement du matériau poreux sollicité en vibration et/ou acoustiquement. Recherche des propriétés matériau nécessaires à la modélisation d’un milieu poreux biphasique, et notamment les propriétés mécaniques. Application à la prédiction de la réduction du bruit de passage automobile pour un GMP encapsulé par des matériaux poreux.
Mots-clés : encapsulage moteur ; matériau poreux ; mécanique du contact ; perte par insertion ; rayonnement acoustique
Type de projet : FUI
Acronyme : ECOBEX
Titre : Ecrans Optimisés pour le Bruit Extérieur
Responsable scientifique : Nicolas Dauchez
Dates : 26/03/2014 au 31/03/2018
Résumé : L’objectif technique du projet ECOBEX est d’anticiper la sévèrisation attendue des niveaux limite d’homologation des véhicules au passage (de 72 dBA à 70 dBA en 2015, puis à 68 dBA à l’horizon 2017).
Cette sévérisation impose de mettre en œuvre toutes les solutions disponibles pour contenir le bruit des automobiles : moteur, pneumatiques, échappement. Le projet EcOBEx se concentrera sur l’amélioration des performances acoustiques des écrans du compartiment moteur, en développant des solutions d’insonorisation par écrantage (masquage et absorption acoustique) des moteurs à combustion interne et des boites de vitesses. Les autres sources seront minimisées si nécessaire par Renault en utilisant des solutions sur étagère. Les écrans acoustiques existent déjà pour les automobiles mais ceux-ci ne sont pas suffisamment optimisés sur les segments les plus problématiques (véhicules d’entrée de gamme ou de faibles puissances).
Le défi du projet consiste à développer une gamme de produits d’écrantage qui soit optimisée en terme de performances acoustiques, de poids, de coût et de transposition aisée d’une architecture véhicule à l’autre en vue d’un déploiement en grande série.
Des solutions innovantes sont visées, dans le but d’optimiser les performances globales et le coût de ces systèmes :
Une thèse de doctorat s’intéresse spécifiquement à caractériser l’influence des méthodes de formage par thermo-compression sur les propriétés acoustiques des écrans.
Type de projet : ANR
Acronyme : SLHyCC
Titre : Impact de l’hydrogène sur la localisation de la déformation plastique d’alliages à durcissement structural : conséquences sur l’endommagement en fatigue
Responsable scientifique : Marion Risbet
Dates : 01/10/2019 au 30/06/2024
Résumé : Ce travail s’inscrit dans une démarche multi-échelles de compréhension des mécanismes reliant localisation de la plasticité, endommagement en fatigue et impact de l’environnement tout en répondant à un besoin de sécuriser les structures industrielles. La démarche nous permettra d’évaluer, pour un alliage à durcissement structural, l’impact du degré de cohérence des précipités sur le piégeage de l’hydrogène et la localisation du glissement en présence ou non d’hydrogène et enfin la conséquence de cette localisation du glissement sur le piégeage et le transport de l’hydrogène. Ces trois points sont fondamentaux afin de comprendre les mécanismes de fragilisation par l’hydrogène des alliages à durcissement structural et de définir de nouveaux critères d’endommagement prenant en compte les effets d’environnement. Enfin le projet devrait permettre d’apporter une aide à la définition de nouveaux matériaux ou de nouveaux états métallurgiques résistants à la fragilisation par l’hydrogène.
Mots clés : fatigue ; microstructures ; approches multi-échelles pour la caractérisation et la simulation ; fragilisation par l’hydrogène
Type de projet : ANR
Acronyme : RACCOON
Titre : RelAtions miCrostructure méCanique OxydatiON
Responsable scientifique : Jérôme Favergeon
Dates : 01/01/2023 au 31/12/2026
Résumé : Prévoir la durabilité en service d’un alliage métallique soumis à de hautes températures est un défi d’intérêt industriel majeur. Le caractère multi-physique et multi-échelle des interactions en jeu lors de l’oxydation imposent de considérer les couplages forts entre processus chimiques, processus diffusionnels, microstructure, effets mécaniques et effets thermiques. Le projet RACCOON a pour ambition de décrire, caractériser et modéliser ces couplages à différentes échelles dans des alliages modèles à métallurgie simplifiée. Il se situe volontairement dans une démarche amont qui vise à apporter des connaissances fondamentales sur les relations entre l’oxydation haute température des alliages métalliques et l’évolution des déformations inélastiques. Il cherche à établir des liens entre échelles méso et macro en reliant les phénomènes aux échelles micro et mésoscopiques à des modèles phénoménologiques utilisables à des échelles moins locales. Ces principaux objectifs sont de caractériser les mécanismes fondamentaux à l’origine de l’impact de l’état mécanique du matériau sur les vitesses d’oxydation et l’interdépendance entre l’évolution des contraintes mécaniques et la vitesse d’oxydation ceci en vue de clarifier l’origine des relations entre oxydation haute température et comportement mécanique.
Mots clés : Oxydation haute température ; couplage oxydation - mécanique
Type de projet : SU
Acronyme : IMAT
Titre : Investigation of nanoparticle size effect on the properties of nano-reinforced polymers
Responsable scientifique : Fahmi Bedoui
Dates : 01/10/2021 au 31/12/2024
Résumé : This thesis project is dedicated to the study of the size effects of nanoparticles and their surface chemistry on the macroscopic properties (thermal, mechanical, etc.) of nano-reinforced polymeric materials. These new materials will be developed via the controlled dispersion of nanoparticles of variable diameter ranging from 3 to 20 nm and of variable surface chemistry, which will depend on the polymer matrices used. Experimental work carried out previously shows an improvement in the mechanical properties of this class of materials when the size of the particles decreases. However, only sizes greater than 15 nm could be studied. In addition, more recent modeling work (theoretical, atomistic simulations) show that this effect is accentuated very significantly when the size becomes less than 10 nm. To date, this effect has not been explored experimentally for such small sizes. In addition, at nanoscopic scales where the main deformation mechanisms are at play, the nature of the interfaces plays an important role. To understand the mechanisms responsible for the observed improvements, the preparation and elaboration of model materials with nanoparticles of controlled size and surface chemistry as well as an adequate choice of polymer matrix are of great importance. Beyond the effect on the mechanical properties, the materials obtained will allow a more general observation of the size effect: thermal, electrical etc. The project challenge lies on how to link the key parameters at the nano-scale to the observed measurable properties (mechanical, thermal, electric … properties) on rigorously prepared model materials. Neither mechanical engineering nor physical chemistry researchers alone could address these issues. Therefore, a myriad of complementary expertise’s will join the project: colloidal synthesis of nanoparticles with appropriate sizes and surface chemistry (Isabelle Lisiecki MONARIS-SU), polymer processing and multi-scale characterization of nnao-reinforced polymers (Fahmi Bedoui ROBERVAL-UTC) and micromechanical modeling of nano-reinforced materials (Djimédo Kondo IJLRDA-SU). The micromechanical modeling tools will, when necessary, guide the interpretation of the results obtained and ultimately the determination of the optimal parameters for the development of these new materials.
Mots clés : Nano-reinforced polymers, interfacial interaction, Size effects, surface chemistry, micromechanics
Type de projet : Région HDF
Acronyme : HYPERSTRUCK
Titre : Développement de matériaux polymères à renforts hybrides pour des structures intelligentes et versatiles
Responsable scientifique : Fahmi Bedoui
Dates : 01/01/2023 au 31/12/2025
Résumé : Le sujet de thèse proposé dans ce projet vise à développer une démarche intégrative pour le développement de matériaux multifonctionnels. En effet, on propose de passer d’une approche standard qui repose, pour atteindre des systèmes multipropriétés, jusque-là sur une démarche multi-systèmes assemblés à plutôt des multi systèmes intégrés. Le développement de nouveaux matériaux est gouverné par des nouvelles exigences qui couvrent de plus en plus de paramètres à prendre en compte. Ces exigences sont liées à des aspects mécaniques, électriques, magnétiques, biologiques, … etc. De ce fait, un matériau utilisé pour une structure en ingénierie est, de nos jours, amené à remplir plusieurs fonctions en même temps, mais pas nécessairement à tout endroit de sa géométrie. En d’autres termes, on peut avoir besoin de zones avec une rigidité renforcée, d’autres zones doivent être conductrices alors que le reste n’a ni besoin d’avoir une rigidité exceptionnelle ni une conductivité électrique. Au contraire, parfois on a besoin de structures à fort amortissement pour exploiter les propriétés des polymères alors que le reste du matériau doit être électriquement conducteur et aussi mécaniquement extrêmement rigide. Jusque-là les solutions apportées à ce type de configuration passaient souvent par l’assemblage de différentes structures avec tous les soucis que cette démarche pose en termes de durabilité et d’endommagement induit par les jonctions hétérogènes. Le but de ce projet est de pallier à ces problèmes en proposant une nouvelle démarche intégrative qui part du matériau jusqu’à la structure en adoptant au passage le procédé de mise en œuvre.
Mots clés : matériaux multifoctionnels ; multi-systèmes ; procédés
Type de projet : Région HDF
Acronyme : FRITI
Titre : Imprimabilité de l’alliage de titane TA6V4 par le procédé de fabrication additive friction-malaxage MELD : Etude des liens procédé-microstructure-propriétés macroscopiques et optimisation des traitements thermiques post-impression
Responsable scientifique : Salima Bouvier
Dates : 01/10/2022 au 31/06/2026
Résumé : Le sujet de thèse porte sur l’étude de l’imprimabilité de l’alliage de titane TA6V4 par le procédé de fabrication additive friction-malaxage MELD. Ce procédé permet de déposer des cordons de matière à l’état solide sans passer par l’étape fondue à des taux de dépôt relativement important pouvant atteindre 13kg par heure dans le cas de certains alliages d’aluminium. Dans le cadre de ce projet, il s’agit de mener une étude poussée sur les liens procédé-microstructure-propriétés macroscopiques des composants réalisés et d’optimiser les traitements thermiques post-impression en conséquence dans une logique d’amélioration de la réponse mécanique des composants en chargement statique en traction simple et en chargement sous sollicitation en fatigue.
Mots clés : fabrication additive ; microstructure ; alliage de titane ; caractérisation mécanique ; fatigue
Type de projet : ANR
Acronyme : FALSTAFF
Titre : Fabrication additive d’alliages magnétiques à faibles pertes par feuilletage 3D
Responsable scientifique : Salima Bouvier
Dates : 01/10/2022 au 31/03/2027
Résumé : FALSTAFF propose d’exploiter les technologies de fabrication additive pour explorer des nouvelles voies permettant d’architecturer des composants massifs en alliages magnétiques sous forme de structures feuilletées dans les 3 directions de l’espace (3D). Ces composants combineraient des structures magnétiques (de faible épaisseur <0,3mm, épaisseur des tôles dans les dispositifs actuels) et isolantes permettant de limiter les pertes au sein du matériau dans le domaine des hautes fréquences (>400Hz). Le projet vise à démontrer la faisabilité de telles structures en ciblant en premier lieu des performances proches de celles obtenues avec des tôles dans le domaine des basses fréquences puis en hautes fréquences et d’ouvrir ainsi la voie à des design de pièces complexes pour machines électriques. Ce projet examinera les liens entre les paramètres du procédé, l’état microstructural et la réponse mécanique, électrique et magnétique des structures ainsi réalisées.
Mots clés : Machine électrique ; Fabrication additive ; Microstructure ; Propriétés mécaniques ; électriques et magnétiques ; structures feuilletées ; Alliage Fer-Silicium ; Fer-Cobalt-Vanadium
Type de projet : Région Hauts-de-France
Acronyme : ETHERION
Titre : Estimation de l’énergie stockée dans des batteries par l’analyse des flux thermiques
Responsables scientifiques : Khadija El Kadri Benkara, Christophe Forgez
Dates : 11/10/2021 au 10/10/2024
Résumé : Le sujet proposé est un sujet générique visant à améliorer les modèles thermiques de batteries en vue d’améliorer leurs performances, augmenter leur durée de vie et effectuer un meilleur diagnostic en temps réel par une prise en compte plus précise des grandeurs thermiques. Actuellement, les moyens expérimentaux utilisés au laboratoire pour caractériser les paramètres du modèle thermique restent relativement rudimentaires (enceinte adiabatique « faite maison », acquisition de points de température de surface à l’aide de thermocouple ou d’image infrarouge). Les objectifs visés consistent à compléter ces mesures par la mise en œuvre de techniques de mesures de flux thermiques sur des cellules de format cylindrique. Ces expérimentations doivent permettre d’améliorer la caractérisation de modèles thermiques à constantes localisées de cellules de batterie et de les rendre fiables et suffisamment précises dans le cadre d’applications sévères (charge rapide ou à froid).
Mots clés : batteries ; modélisation thermique ; mesure de flux thermique ; état de santé
Type de projet : ANR - Plan de relance
Acronyme : SOURIAU
Titre : Capteurs et connecteurs intelligents pour l’aéronautique dans le contexte de l’avion électrique
Responsable scientifique : Frédéric Lamarque
Dates : 17/09/2021 au 16/03/2024
Résumé : L’aviation est l’une des sources d’émissions de gaz à effet de serre (GES) qui connaît la croissance la plus rapide. Dans l’Union Européenne, en 2017, les émissions directes de l’aviation représentaient 3,8 % des émissions totales de CO2, le secteur de l’aviation générant 13,9% des émissions du transport, ceci en faisant la deuxième source d’émissions de GES des transports après le transport routier. Les actions politiques et les efforts de l’industrie aéronautique ont conduit à des améliorations de l’efficacité énergétique au cours des dernières années, notamment en proposant une nouvelle motorisation thermique plus sobre sur la gamme Airbus A320-néo. Ce type d’action a contribué à une limitation de 24% la quantité de carburant consommée par passager entre 2005 et 2017. Cependant, ces avantages environnementaux ont été dépassés par une croissance soutenue du trafic aérien, les passagers en 2017 volant en moyenne 60 % de plus qu’en 2005. L’avenir de l’aéronautique se situe dans l’hybridation thermique-électrique puis, à plus long terme dans l’utilisation de motorisation à base de sources hydrogène, en combinant des turbines traditionnelles et à propulsion électrique pour les futurs remplacements de l’Airbus A320 et du Boeing 737. C’est dans ce cadre général que la société Souriau, filiale du Groupe international EATON, et le laboratoire Roberval de l’Université de Technologie de Compiègne (UTC) se sont associés pour répondre à l’appel du plan « France-Relance » avec la volonté de contribuer au plan Energie-Climat par des développements technologiques ayant pour cadre l’avion électrique à l’horizon 2035-2040 ou encore le marché industrie 4.0. Le projet proposé par le consortium consiste en le développement de capteurs de niveau de réservoir et de température intégrable dans des avions civils pour augmenter la sécurité des systèmes. Plus précisément, les premières applications à court terme sont les capteurs de températures pour le monitoring des contacts de puissance pour l’avion électrique et la détection de fuite dans des conduites d’air chaud. Les applications long terme sont très larges, comme par exemple la mesure de pression, température, volume à l’intérieur de réservoir d’hydrogène pour l’avion à hydrogène ou d’autres applications industrielles.
Mots clés : capteurs ; optique et photonique ; Fiber Bragg Grating ; mesure de la température ; hydrogène
Type de projet : ANR
Acronyme : PARS
Titre : Ouverture programmable pour la détection résistive de nanoparticules / Programmable Aperture for Resistive Sensing of Nanoparticles
Responsable scientifique : Frédéric Lamarque
Dates : 01/10/2022 au 31/01/2026
Résumé : Applications of nanoparticles are numerous, from scratch resistance coatings and electronic components to nano-medicine therapies. For instance, lipid nanoparticles are of special interest for encapsulating poorly water-soluble active ingredients and are now a key component of COVID-19 mRNA vaccines. To ensure the reliability of products and the efficacy and safety of therapies, methods for controlling the quality of nanoparticles are of great importance. PARS project aims at developing a resistive-based measurement method based on a programmable aperture, which partially is defined by an elastomeric material, whose shape is locally deformed by wirelessly controlled bistable microactuators. They will be activated by shape memory alloy (SMA) elements, that can be optically adressed by laser beams, through wavelength selective waveguides, thereby controlling their independent stable states. The choice of optical power supply and control has been made to avoid disturbances of fast resistive pulse signals with low magnitude before amplification. Finally, the resistive measurement of particles with the help of the aperture in the form of a pore with digitally controlled local cross-sections and multiple microelectrodes will be demonstrated in a microfluidic setup. The multiple signals obtained from different pore positions will provide fingerprints that will allow conclusions not only about the size but also the morphology of the individual particles and the compositions of heterogeneous particle populations. Based on this concept, sorting of small particles based on size and morphology and integration with microfluidic nanoparticle production and impedance measurements that indicate also dielectric particle properties will also be considered in the longer term.
Mots clés : mesure résistive ; nanoparticules en milieu microfluidique ; micro-actionneurs bistables ; matériaux actifs ; télé-alimentation optique
Type de projet : ANR
Acronyme : µSPIDER
Titre : Microrobot à structure parallèle, localisé dans un grand espace de travail
Responsable scientifique : Christine Prelle
Dates : 01/10/2019 au 31/05/2024
Résumé : Le projet µSPIDER vise à développer une nouvelle génération de micromanipulateur alliant une grande dextérité, de très faibles masses en mouvement et une précision micrométrique sur de très grandes courses. Ce micromanipulateur intègre une structure parallèle continûment déformable montée sur des palettes mobiles sur une smart surface électromagnétique permettant ainsi de générer les six degrés de liberté de l’espace à partir de mouvements de translation plans ainsi qu’un très grand volume opérationnel avec des performances dynamiques compétitives. Cette caractéristique de grande étendue nécessite le développement d’un système de mesure de la position de la structure parallèle quelle que soit sa position sur la smart surface. Le projet µSPIDER propose donc aussi de développer un système de mesure permettant de contrôler le micromanipulateur avec une résolution micrométrique dans son espace de travail étendu et une réponse dynamique compatible avec le système d’actionnement développé, afin de s’affranchir des limitations des mesures par caméras qui ne peuvent allier grand champ de vision et haute résolution.
Mots clés : Microrobotique ; structure parallèle ; actionnement électromagnétique ; smartsurface ; localisation ; réseau de capteurs ; mesure optique ; mesure magnétique
Type de projet : ANR
Acronyme : TEMIS
Titre : Inspection visuelle auTomatique de défauts d’aspects en tEmps réel et en ligne par l’usage de Machines apprenantes : contribution à l’InduStrie 4.0
Responsable scientifique : Alexandre Durupt
Dates : 01/10/2020 au 31/06/2024
Résumé : Le projet TEMIS vise à développer une approche automatisée et reconfigurable pour le contrôle en ligne de produits manufacturés au sein de l’Usine du Futur. L’approche combinera des techniques de vision par ordinateur à des techniques d’intelligence artificielle pour permettre la reconnaissance d’une gamme de défauts (e.g. formes, aspects) susceptibles d’évoluer en fonction des produits. Les développements porteront sur la définition de techniques de nettoyage et de préparation des images de production, sur l’optimisation de réseaux de neurones, sur l’intégration de techniques non supervisées pour disposer in fine d’une IA intelligible et compréhensible pour l’aide à la décision lors du contrôle visuel. Les expérimentations s’appuieront sur un dataset industriel authentique permettant de valider les modèles, méthodes et outils développés.
Mots-clés : instrumentation innovante de mesure et de contrôle ; personnalisation de produits et services ; aides à la décision ; Computer Vision, Intelligence artificielle
Type de projet : Région Hauts-de-France
Acronyme : ETREL
Titre : inspEction auTomatique de défauts en temps Réel et en ligne à partir de données multi-sources et via l’usage de machines apprEnantes : contribution à L’induStrie 4.0
Responsable scientifique : Alexandre Durupt
Dates : 01/03/2022 au 31/07/2023
Résumé : Le projet ETREL vise à développer une approche automatisée et reconfigurable pour le contrôle en ligne de produits manufacturés. Le projet vise à combiner solutions apprenantes dites « d’intelligence artificielle » (IA) et systèmes experts dits « d’intégration de données multi-sources issues d’acquisitions » pour réaliser ceci, sur des pièces produites en grande série à cadence rapide par AML Systems, partenaire du projet. Respectivement, ETREL propose un cadre méthodologique sur la complémentarité des données 2D/3D pour le contrôle de défauts industriels (en ligne/temps réel). Une mise en œuvre à base d’IA de type Réseaux de Neurones s Convolutifs Profond (RNCP) est fortement envisagée.
Mots-clés : instrumentation innovante de mesure et de contrôle ; multi-modalité ; aides à la décision ; Computer Vision, Intelligence artificielle
Type de projet : ANR
Acronyme : COHERENCE4D
Titre : Cohérence des jumeaux numériques pour l’industrie du futur : Modélisation, visualisation et interaction de maquettes numériques 4D interfacées aux systèmes physiques
Responsable scientifique : Alexandre Durupt
Dates : 01/10/2020 au 31/08/2024
Résumé : Le projet COHERENCE4D vise à développer un nouveau paradigme de modélisation, de visualisation, d’interaction, et de maintien de la cohérence de maquettes numériques 4D interfacées à des systèmes physiques qui évoluent dans le temps. Les travaux porteront sur la définition d’un modèle hiérarchique à géométrie et à topologie variables dans le temps, sur la définition de mécanismes de maintien de la cohérence entre le jumeau numérique et le jumeau physique, sur le développement d’un système d’aide à la décision exploitant une IA capable d’identifier les écarts réel/virtuel pour décider des mises à jour à effectuer, sur la spécification et l’expérimentation de nouvelles métaphores de visualisation et d’interaction avec ces maquettes numériques 4D au travers de périphériques de RA/RV. Les briques fonctionnelles seront intégrées dans une preuve de concept et validées sur des cas d’études liés à la reconception de produits manufacturés et à la reconfiguration de systèmes de production.
Mots-clés : instrumentation innovante de mesure et de contrôle ; réalité virtuelle ; aides à la décision ; jumeau numérique, cohérence numérique, reverse engineering
Type de projet : EUROPE
Acronyme : MAVIS
Titre : Industry 4.0 and Management of Variations In a Sustainable manufactured product life cycle
Responsable scientifique : Benoît Eynard
Dates : 08/08/2020 au 30/11/2024
Résumé : Quelques soit le processus, tout au long du cycle de vie d’un produit, il sera sujet à des variations. Ces variations sont inévitables et la capacité à maîtriser et gérer ces variations pour optimiser les performances des produits d’une part et minimiser les coûts d’autre part est un défi industriel typique. Les spécifications de tolérance des produits, la qualité des matériaux, la performance et les capacités des processus de fabrication ont traditionnellement été au centre des préoccupations industrielles. Cependant avec l’émergence de l’Industrie 4.0 et des systèmes cyber-physiques, il existe de nouveaux potentiels sur un autre niveau celui du cycle de vie du produit avec la collecte, le traitement et la distribution des données ou encore la gestion des flux d’informations entre les entreprises. Les capteurs et l’acquisition de données, les données massives et les bases de données, l’intelligence artificielle et les algorithmes intelligents (science des données) sont de nouvelles technologies qui permettent un niveau de maîtrise et de gestion beaucoup plus élevé. La solution n’est pas nécessairement de minimiser les variations, mais de comprendre quelles variations sont nuisibles et lesquelles sont acceptables, ceci permettant de valider en conséquence les variations pour maîtriser les performances des produits industriels et des processus d’entreprise.
Any process throughout a product life circle will be subject to variations. These variations are inevitable and the ability to control and manage these variations to optimize product performance on one hand and minimize costs on the other is the typical industrial challenge. The products tolerance specifications, material quality and the accuracy and capabilities of the manufacturing processes, have traditionally been the focal point, but with the introduction of Industry 4.0 and cyber-physical systems, there are potentials for another level of data and information collection and flow between companies and departments and throughout the product life circle. Sensor technology and data acquisition, big data and database technology, artificial intelligence and smart algorithms (data science) are novel technology that allow a much higher level of control. The solution is not necessary to minimize variation, but to understand which variations are harmful and which are acceptable and distribute the allowed variations accordingly.
Mots-clés : Industrie 4.0, Gestion du Cycle de Vie des Produits, Systèmes de Production Cyber-Physiques, Objets Industriels Connectés, Continuité Numérique
Industry 4.0, Product Lifecycle Management, Cyber-Physical Production Systems, Industrial Internet of Things, Digital Thread
Type de projet : FUI
Acronyme : LUCID
Titre : Laboratoire d’Usinage par Caractérisation Intelligente des Données
Responsable scientifique : Alexandre DURUPT
Dates : 19/04/2016 au 19/04/2020
Résumé : LUCID traite de la problématique d’élaboration des programmes d’usinage et des stratégies associées. Cette activité requiert tout le savoir-faire des usineurs. Il est stratégique pour eux d’identifier, communiquer et diffuser ce savoir-faire au sein de l’entreprise. LUCID a pour objectif de fournir un outil d’assistance à l’élaboration de programmes d’usinage et de faciliter la diffusion et la maîtrise des bonnes pratiques au sein de l’entreprise. Ce projet proposera donc la création d’un ensemble de fonctionnalités exploitant le Data Mining pour capitaliser et gérer la connaissance en usinage, analyser les formes géométriques et reconnaitre de manière intelligente les entités et les bonnes pratiques de l’entreprise. LUCID apportera :
Ce projet vise le marché du e-Manufacturing avec une solution destinée à tous types d’entreprises usineur (PME à grands groupes, et différents secteurs).
Type de projet : ANR
Acronyme : RESEED
Titre : Rétro-conception SémantiquE d’objEts patrimoniaux Digitaux
Responsable scientifique : Alexandre DURUPT
Dates : 01/10/2016 au 31/03/2021
Résumé : Ce projet s’intègre dans le domaine de la rétro-conception (ou Reverse Engineering en anglais) et s’allie avec les besoins et les particularités liés au patrimoine. Les objectifs scientifiques s’inscrivent pleinement dans le Défi 7 de l’ANR qui permettra de construire notre future société de l’information et de la communication. Aujourd’hui, la rétro-conception est largement utilisée dans l’industrie manufacturière afin de capturer l’information 3D des produits. Mais digitaliser les données physiques ne rend pas compte des connaissances portées par les produits, capitaliser ce savoir-faire est pourtant aujourd’hui cruciale pour faire évoluer mes produits de demain. On distingue donc deux types d’approches :
Cependant il n’existe pas à l’heure actuelle de processus globalisant la démarche : les verrous technologiques résidant dans l’interdisciplinarité conduisent à des verrous scientifiques nécessitant un alignement des modèles et une remise à plat des processus usuels des industriels.
Le projet ANR ReSeed vise à mettre en place une nouvelle méthodologie, un outil et un format interopérable pour permettre l’alliance de la digitalisation sémantique et physique des objets. Avant d’appliquer les démarches sur l’industrie contemporaine il a été choisi de tester les approches sur un patrimoine déjà existant dont les connaissances ont été identifiées et dont la valeur intrinsèque n’est pas à renégocier : ReSeed sera testé sur le patrimoine industriel. A terme, si l’ANR ReSeed est un succès, un rebouclage entre les connaissances du passé et les connaissances du présent sera envisagé. Sauvegarder, analyser et comprendre ces objets du « patrimoine passé » peut permettre de les transformer en « capital présent ». La transposition des connaissances du passé en connaissances contemporaines, lisibles et compréhensibles dans le système sociotechnique présent peut alors devenir source d’innovation pour anticiper notre futur.
Une attention particulière sera portée sur la qualification du processus mis en place. Autrement appelés indicateurs de performances dans l’industrie manufacturière, ReSeed mettra en place une déontologie adaptée permettant de garantir l’authenticité et l’unicité des futurs objets numériques sémantiquement augmentés. Le projet ANR étant par nature pluridisciplinaire, le consortium constitué est également pluriel :
La durée prévue est de 48 mois ; elle permet de tenir compte des particularités liées aux contraintes, aux règles et aux eusses-et-coutumes des différentes disciplines du consortium. Les impacts du projet sont nombreux et se situent sur plusieurs niveaux. Tant sur les emplois requis pour mettre en place le projet (2 thèses demandées, plusieurs enseignants-chercheurs et ingénieurs impliqués) que sur les retombées économiques pour les industriels fournisseurs de solutions logiciels ou de service. De plus, compte tenu du champ d’expérimentation défini pour ReSeed, le consortium ambitionne de mettre à disposition des experts du patrimoine de nouveaux outils (pour permettre une digitalisation sémantique des objets). Ces outils permettant des accès multi-niveaux, visent, à terme, de mettre à disposition de tout citoyen les connaissances capitalisées. Entre autre, un label « patrimoine numérique 3D » sera étudié en accord avec le Consortium3D de la TGIR Huma-Num.
Type de projet : ANR
Acronyme : I-DAVE
Titre : Intégration Données-connaissances pour la fiabilité des études AcV dans l’Entreprise du futur
Responsable scientifique : Julien Le Duigou
Dates : 01/10/2023 au 31/07/2027
Résumé : Malgré l’intérêt grandissant aux problématiques d’analyse du cycle de vie (ACV) et d’empreinte carbone produit (ECP), l’application de ces méthodes et outils fait souvent face à trois challenges qui risquent de perturber leurs résultats: La collecte des données ; Le choix des centres de « coûts» ; Et la définition des bases de données de référence. Ces challenges sont très difficiles car les experts maitrisant le procédé industriel n’ont pas forcément la culture nécessaire ACV/ECP. De plus, la validation et l’agrégation de tous les facteurs est une activité très complexe car les données sont collectées à partir de sources très hétérogènes, dans des contextes métiers et phases de vie très variés. Ces problématiques sont d’autant plus critiques dans le cas où le système cible à une longue durée de vie (SLDV) (i.e. trains, navires, grands systèmes de production, centrales énergétiques, etc.). L’objectif du projet i-DAVE est de proposer un Framework interopérable à base de connaissances et IA, connectant les approches PLM et ACV pour la fiabilisation des études dédiés aux SLDV. L’idée est de s’appuyer sur : • Les méthodes de gestion et d’ingénierie des connaissances pour construire un modèle générique ACV/ECP. Il s’agit aussi de supporter la traçabilité processus et la formalisation de règles expertes afin de supporter l’aide à la décision tout au long du déroulement des études ACV/ECP. • L’approche gestion de cycle de vie du produit (Product Lifecycle Management – PLM) pour l’extraction des données à partir de sources hétérogènes, incluant les systèmes d’information, capteurs ou autres objets connectés. Des connecteurs intelligents seront développés pour assurer l’interopérabilité des outils ACV/ECP avec les différents modules de la chaine numérique de l’entreprise. • Les techniques d’apprentissage à partir de grande masse de données pour l’agrégation des historiques en KPI pertinents et la prédiction des comportements de durabilité environnementale.
Mots clés : analyse du cycle de vie, empreinte carbone du produit, ingénierie des connaissances, IA et apprentissage, interopérabilité