Mécatronique

Qu’est-ce que la Mécatronique ? Pourquoi la Mécatronique ?

La Mécatronique c’est la science de l’intégration de :

- la mécanique
- l’électronique
- l’informatique
- pour réduire les poids et volumes des systèmes,
- pour faciliter leur assemblage,
- pour diminuer leur consommation d’énergie,
- pour diminuer leurs coûts,
- pour faciliter leur évolution, leur utilisation
avec une exigence très forte en qualité, fiabilité et sécurité de fonctionnement

En un mot être plus compétitif !

Il s’agit de progresser en QCD S DD SF (Qualité, coût, Délais, Services, Développement Durable et Sûreté de Fonctionnement)

L’intégration pose de nouveaux problèmes :

de conception >> Processus d’intégration
d’utilisation >> Problèmes émergents
Concevoir un système Mécatronique c’est concevoir un produit intégré composé à la base d’un système dynamique mécanique, commandé électroniquement et ayant acquis une intelligence grâce à un programme informatique.

Appréhender un système Mécatronique c’est comprendre les problèmes émergents liés à l’interaction entre un système mécanique, une commande électronique et un programme informatique. Les problèmes émergents sont liés à une prise en compte insuffisante des éléments à intégrer et de leurs propriétés.

Etre Mécatronicien c’est :

- Comprendre les technologies initiales,
- Pouvoir dialoguer avec les spécialistes,
- Participer à une équipe de conception,
- Anticiper les problèmes émergents,
- Avoir une vision globale du projet.

Exemples de technologies initiales :
- Actionneurs,
- capteurs,
- électronique / microélectronique,
- mécanique,
- systèmes d’interconnexion complexes,
- matériaux,
- packaging,
- logiciels embarqués,
- composants électroniques critiques,
- systèmes opératifs,
- méthodes managériales

L’opinion des industriels

« Aujourd’hui, on a de plus en plus de systèmes, des systèmes de plus en plus interdépendants, ce qui nécessite de développer une véritable compétence système »
« La mécatronique va entraîner la prise en compte de nouveaux profils d’ingénieur »
« Disposer de telles compétences est un enjeu majeur pour l’industrie automobile des prochaines années

Exemples de produits mécatroniques issus d’un processus d’intégration :
Système de freinage, système d’injection, micro-robots médicaux, endoscopes intelligents, connecteurs intelligents, télématique embarquée, X by wire...

Glossaire

Mécatronique

La Mécatronique est un néologisme qui caractérise l’utilisation simultanée et en étroite symbiose des techniques du Génie Mécanique, de l’électronique, de l’automatisme et de la micro-informatique pour envisager de nouvelles façons de concevoir et de produire, créer de nouveaux produits plus performants et de nouvelles machines.

La conception de ces éléments comportant une intégration poussée de composants de technologies différentes, ne se résume pas à l’adaptation de systèmes de commande électronique pilotés par ordinateur à des mécanismes existants, mais elle nécessite dès le début de l’étude, l’intégration harmonieuse des différentes technologies afin de réaliser un produit industriel compétitif et de qualité.

Ces produits ou processus résultants d’une démarche concourante, présentent des performances qu’ils n’auraient pu atteindre en considérant séparément ces différentes techniques.

Les robots, les véhicules à guidage automatique, les suspensions actives, les caméscopes, les lecteurs interactifs de disque laser, etc., sont le résultat d’une démarche mécatronique.

Système mécatronique

Un système mécatronique a pour finalité une action physique réalisée par un mécanisme. Ces systèmes pour répondre à la complexité croissante des actions, intègrent intimement trois technologies : la mécanique, l’électronique et l’informatique dès la conception.

Processus d’intégration

La mécatronique relève, pour la décrire simplement, du processus d’intégration de fonctions précédemment dispersées et pilotant un actionneur. Sans actionneur, un produit ne peut être dit « mécatronique ». L’intégration approfondie des fonctions permet une réduction de taille, de poids, de coût et une plus grande facilité de montage sur des équipements d’accueils. L’industrie automobile, soumise à la nécessité permanente d’adapter ses véhicules à la demande de ses clients, à un contexte concurrentiel extrêmement fort et à un cadre réglementaire exigeant du fait de la limitation de la pollution et l’émergence des règles imposées par le développement durable, est une industrie menante vis-à-vis de la mécatronique. L’approche « intégrative » semble évidente mais elle est en fait pleine d’embûches du fait de l’accroissement significatif de la complexité résultant du processus d’intégration. Tout changement dans le niveau de cette complexité introduit des problèmes émergents dont la nature et l’importance va dépendre de la profondeur du processus d’intégration et de l’accroissement des fonctionnalités du produit mécatronique final. Tout déploiement d’un processus d’intégration va donc nécessiter, à son tour, le déploiement du principe de « double action » : intégration et correction.

QCD S DD SF

Le processus d’intégration managériale doit être couplé au processus d’intégration technologique. Le processus d’intégration managériale est basé sur l’approche QCD S DD SF :
Q : Qualité (référentiels)
C : Coûts (tous les)
D : Délais (paramètre temps, respect des délais, notamment délais de développement)
S : Services (le produit n’est plus la seule fourniture à assurer)
DD : Développement Durable (réglementations)
SF : Sûreté de fonctionnement générique ( tout engagement pris doit être respecté)

En effet, le déploiement et les critères d’efficacité du processus d’intégration technologique dépendent pour une large part de la qualité du déploiement de l’approche QCD S DD SF. Dés lors que l’industrie automobile est concernée elle est impérative.

Problèmes émergents :

Un problème émergent résulte d’une non maitrise de l’intégration. Il est le résultat de la non prise en compte des éléments à intégrer et de leurs propriétés.
Exemples :
- Apparition de "poudre blanche"
- Evolution des propriétés mécaniques des matériaux liée à leur vieillissement
- Perturbation d’un réseau informatique causé par le rayonnement électromagnétique d’un réseau 220V.

Action collective

Une action collective est un programme d’actions à destination des PMI dont la conception, l’ingénierie et la mise en œuvre sont assurés par un porteur. Elle se propose de répondre aux besoins d’un ensemble d’entreprises (séminaires de formation de chefs d’entreprises, regroupement de plusieurs entreprises, intervention d’un centre de compétences…). Une action collective est forte en valeur ajoutée car elle permet des échanges d’expérience entre entreprises et la réalisation de programmes qu’une entreprise seule ne pourrait assumer.

Convention de partenariat :

Les principaux sujets à étudier dans cette convention sont :
- Définition de la durée de l’accord en fonction de la durée de vie potentielle du produit
- Confidentialité : les différentes parties s’engagent à ne pas communiquer des informations à un tiers sans l’accord des autres
Propriété intellectuelle et industrielle : c’est un point fondamental pour lequel il faut définir la propriété d’éventuels brevets ou savoir-faire nouveaux en définissant les connaissances antérieures des différents partenaires. Le niveau d’innovation est lié à la profondeur d’intégration. La probabilité de brevet est lié à cette profondeur d’intégration
- Exploitation des résultats : Il est fondamental de définir qui va fabriquer l’éventuel produit et dans quelles conditions il sera commercialisé. A ce propos des aides existent pour financer une faisabilité et un développement d’un produit innovant ou pas (voir ANVAR, CRITT). Notre programme n’a pas pour objectif de financer ces actions, mais l’accès à ces aides peut être facilité par les partenaires. Un point fondamental est que ces aides s’adressent à une entreprise, celle qui va commercialiser le produit final, d’où l’importance de bien définir les rôles dès le début. La notion de porteur principal du projet pourra être introduite.
- Responsabilités : chaque partie aura une obligation de moyens
- Suspension / terminaison : c’est la prise en compte des cas particuliers qui peut mettre fin à l’accord.

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