Soutien à l’offre de solutions pour l’industrie du futur
- structurer et consolider une offre française de solutions ambitieuses et innovantes pour l’industrie du futur d’une part;
- poursuivre la dynamique de numérisation à l’œuvre dans tous les territoires d’autre part.
Ce programme doit permettre de positionner la France sur des segments technologiques porteurs d’avenir (intelligence artificielle, 5G, blockchain, cloud…), en soutenant les acteurs émergents, les start-ups, PME ou ETI innovantes, dans le développement d’offres de solutions dédiées à de nouveaux usages industriels.
Budget alloué : 20 M€
Responsable d’action ANR : Damien Chablat
Projets financés
Jumeaux numériques pour l’impression 3d (GEMINI3D)
Jumeau numérique (JN) et impression 3D (I3D) sont deux piliers majeurs de l’Industrie 4.0. Néanmoins, le niveau d’expertise requis pour les mettre en œuvre peut freiner de nombreuses entreprises à franchir le pas. C’est le cas pour le jumeau numérique, représentation virtuelle dynamique d’un objet (produit, process ou service) qui l’accompagne tout au long de sa vie et rend compte de l’ensemble de ses modifications. Cette technologie émergente peine actuellement à se déployer dans l’industrie car la complexité du concept et la variété de ses usages brouillent la perception de son périmètre ; cependant les enjeux sont énormes puisque son marché, intrinsèquement lié à celui des IoT, est en pleine expansion (26 milliards de dollars en 2025 d’après Gartner). Le JN est considéré actuellement comme une brique indispensable du métavers industriel et un accélérateur stratégique de la transformation numérique en dévoilant la valeur des données créées par l'Internet Industriel des Objets (IIoT) et l’intelligence artificielle.
Si récemment des JN ont été développés dans différents secteurs d’activité, ceci a demandé un investissement important via l’usage de logiciels propriétaires (3DExperience) et la collaboration de divers experts métiers. Par conséquent ce sont majoritairement des grands groupes qui ont pu se lancer dans cette innovation (Butachimie, Naval Group, Airbus, EDF…). De plus, les JN ont souvent été conçus comme dédiés à une application spécifique, voire à un produit ou un équipement donné. Or, quand l’équipement ou la technologie change ou que le produit évolue, l’effort pour redévelopper un nouveau jumeau décourage de nombreuses entreprises et les empêche de se positionner sur un marché stratégique faute d’avoir une méthode formalisée, des modèles standards et interopérables et des plateformes ouvertes.
Car il n’existe pas à l’heure actuelle de format standard pour définir et construire un jumeau numérique. Seule la norme ISO 23247 validée fin 2021 propose un début d’architecture et d’organisation ; développer un JN requiert donc une expertise importante. La collaboration indispensable entre les experts métiers et plusieurs spécialistes des différents aspects du jumeau numérique (capteurs, réseaux, collaboration humain-système, intelligence artificielle…) rend l’appropriation de cette technologie pour les PME et les entreprises de faible maturité numérique quasiment impossible. Or, ce sont justement ces entreprises, très nombreuses sur le territoire, qui pourraient tirer le plus grand bénéfice de cette technologie afin de se différencier de la concurrence et intégrer les nouveaux paradigmes de l’industrie.
De plus, il y a une nécessité d’accompagner les experts métiers pour la conception et le déploiement de leurs solutions techniques à l’aide de méthodes et outils accessibles et acceptables en associant des formations adaptées pour l’ensemble du personnel afin de permettre à tous de monter en compétences. En effet, la plupart des projets Industrie 4.0 qui ne prennent pas en compte le facteur humain sont voués à développer des solutions techno-centrées qui ne seront pas ou peu acceptées par les utilisateurs, voire à générer un impact contreproductif et une réaction technophobe.
Ce projet a pour ambition de développer un lieu dédié à la démonstration, l’expérimentation et la formation pour les deux technologies phares de l’Industrie 4.0 : le jumeau numérique et l’impression 3D. Il repose sur un consortium pluridisciplinaire solide composé de différents acteurs de l’innovation avec des partenaires reconnus dans les différents champs de compétences nécessaires, à savoir trois équipes d’un laboratoire de recherche travaillant sur différents aspects du jumeau numérique, une plateforme technologique réalisant du transfert industriel autour des matériaux et de l’impression 3D et une TPE offrant des solutions adaptées pour la digitalisation de systèmes industriels critiques.
Afin de favoriser le passage de la technologie des jumeaux numériques vers des TRL plus hauts et de rendre cette innovation abordable aux TPE-PME-ETI innovantes tout autant qu’aux entreprises à faible maturité numérique, ce projet propose de développer un environnement complet permettant aux partenaires industriels de déployer des jumeaux numériques dans des contextes divers avec un effort raisonnable.
Ce projet propose de développer une solution logicielle et matérielle pour le déploiement de jumeaux numériques pour les robots d’impression 3D (plateforme de fabrication additive) accessible via un lieu dédié. L’ambition est de mettre en œuvre une méthodologie générique et transposable qui permettra la réutilisation des constituants des jumeaux, et les rendra accessibles à tout type d’entreprise, et, à terme, à tout secteur d’activité industrielle. Cette méthodologie sera basée sur le déploiement formalisé des architectures génériques, des outils ouverts et des modèles interopérables. Cette démarche formalisée permettra de caractériser progressivement les différents paramètres et de guider l’entreprise pour la construction d’un jumeau numérique adapté à ses usages et son application. Les premières applications visées sont le contrôle qualité des pièces et la maintenance prédictive. Ce déploiement permettra des gains en productivité, en fiabilité, en sobriété, et en qualité.
Notre approche de conception et déploiement du jumeau numérique est incrémentale et centrée sur les usages. Dans un premier temps, les données et les modèles sont collectés pour analyse et simulation ; il s’agit d’un jumeau de contrôle dont le principal intérêt réside dans la visibilité et la traçabilité des produits et des process. Puis, ces informations combinées avec des algorithmes de traitement des données et d’intelligence artificielle permettent le développement d’optimisations et de prédictions, ce qui permet au jumeau numérique de faire évoluer ces modèles pour plus d’anticipation, ce que nous nommons jumeau cognitif. Enfin, ce jumeau évolue vers plus d’autonomie et de coopération avec son environnement physique et virtuel à travers la conceptualisation, la comparaison et la collaboration ; ce jumeau collaboratif peut fournir aussi bien des tableaux de bord adaptés aux différents interlocuteurs (interfaces écologiques) que des environnements immersifs pour la formation ou l’aide à l’intervention. Nous avons défini dans le cadre de ce projet les usages correspondant à ces 3 niveaux de hiérarchie pour la production et pour la maintenance. Pour chacun de ces usages, nous avons défini 3 niveaux d’interaction des usagers avec la plateforme : découverte, expérimentation et formation.
Ligne Pilote 4.0 (LP4.0)
La mise en compétition au niveau mondial liée à la globalisation des marchés soumet les entreprises françaises à une pression toujours plus intense sur les prix et le niveau de personnalisation de leur produits et services.
Pour répondre à cet état de fait, et réussir la réindustrialisation de la France, les entreprises doivent faire évoluer leurs process pour atteindre un haut niveau d’automatisation (maîtrise des coûts) et d’agilité pour répondre à ce besoin de personnalisation des produits (Industrie 4.0). Les chaînes de fabrication doivent donc devenir très flexibles et être capables de se reconfigurer très rapidement en fonction des besoins. Cette reconfiguration passe par un échange de données poussé entre les machines, et vers les organes décisionnaires pour fiabiliser la supervision et la gestion de l’entreprise.
Cet objectif, est difficile à atteindre notamment pour les PME et ETI françaises car celles-ci ont un accès limité au financement pour renouveler entièrement leur outil de production, et sont souvent en manque de ressources humaines pour y passer le temps nécessaire. Elles doivent donc composer avec du matériel ancien (hétérogénéité des équipements).
En outre, même le matériel récent manque d’un standard général pour faciliter les échanges de données et l’intégration des différents composants (matériels : machines, capteurs, robots, transitique… et logiciels : ERP, WMS, CAO, PHL…). Cela constitue un obstacle majeur pour les PME et ETI dans leur transition.
Face à ce constat, l’objectif de ce projet est de concevoir et d’intégrer une nouvelle Ligne Pilote flexible et de mettre en place son extension numérique. L’architecture numérique serait conçue sur les standards développés par la communauté open-source FIWARE, issus des programmes de recherche et d’innovation européens (FP7 & H2020), et qui ont fait leurs preuves sur la smart city notamment. Ce projet est porté en collaboration pour PROXINNOV et FAUBOURG NUMERIQUE.
PROXINNOV, en tant que Centre de Ressources Technologiques et Digital Innovation Hub dédié à la robotisation et à l’automatisation, a pour objectif d’accompagner les entreprises françaises dans leurs transitions vers le 4.0. Un travail est donc en cours pour apporter une solution à cette problématique.
FAUBOURG NUMERIQUE, en tant que Digital Innovation Hub dédié aux technologies du numérique s’est spécialisé sur les sujets de l’internet des objets (IoT, IIoT) et des jumeaux numériques, et offre aux entreprises des services de prototypage de solutions innovantes sur ces problématiques.
Le projet est prévu pour se dérouler sur 2 ans et sera organisé en 2 volets interdépendants.
Le volet 1 couvrira l’intégration matérielle et numérique de cette nouvelle ligne flexible. Elle sera équipée de différents procédés qui pourront évoluer dans le temps en fonction des besoins. Deux scénarios sont initialement envisagés pour valider le fonctionnement : un scénario d’assemblage d’accumulateurs type « lithium-ion », et un scénario de démantèlement de bien de grande consommation (petit électroménager, PC…).
Le volet 2 couvrira la conception d’un programme d’animation (événements, communication), d’acculturation (formations) et d’accompagnement des entreprises (essais et prototypage) pour les aider à s’emparer des concepts de l’industrie 4.0.
Ainsi, intégrée au sein de l’usine pilote de PROXINNOV, la nouvelle Ligne Pilote permettra de s’adresser aux deux catégories d’entreprises visées : les fournisseurs de solutions techniques, et les entreprises utilisatrices (principalement entreprises manufacturières).
L’objectif de cette nouvelle ligne sera double :
- Offrir un espace de développement, de validation et de démonstration aux offreurs de solutions pour l’industrie du futur, notamment celles liées à la robotique industrielle, pour leur permettre de s’approprier le concept de cette architecture FIWARE et d’en comprendre les bénéfices (interopérabilité, souveraineté, flexibilité et standardisation), pour en favoriser son adoption plus large.
- Soutenir l’appropriation des technologies robotiques et numériques par les PME-TPE-ETI via un ensemble de mesures d’accompagnement (acculturation, essais et prototypage), associé à un programme de formation certifié Qualiopi pour en faciliter l’acceptabilité et la maîtrise dans les entreprises.
Nano-fabrication de méta-surfaces 3D, par procédé de polymérisation multi-photon, massivement parallélisé, pour diverses applications dans le domaine de la photonique (NANOSHAPE)
Nano-fabrication de méta-surfaces 3D, par procédé de polymérisation multi-photon (MPP), massivement parallélisé, pour diverses applications dans la photonique.
Le domaine technique est celui de la conception, réalisation, industrialisation de méta-surfaces optiques 3D (optiques dont la phase transmise est contrôlée par une variation locale de l’indice de réfractions), actives ou passives. Cette thématique combinée à celle des optiques freeform (non symétro-centrées), est une filière industrielle émergente qui ouvre de nombreux champs d’applications (lunetterie, automobile, santé, défense, etc.). Un des freins à ce déploiement industriel est la reproductibilité des motifs de surfaces (motifs 3D de quelques dizaines de nanomètre) sur de grandes surfaces. Le but de NANOSHAPE est de permettre à la plateforme ARAGO (Carnot TSN) porteuse de cette approche, la mise en place de nouvelles solutions capables d’être industrialisables, à faible coût. Nous bénéficierons de l’expertise acquise dans ce domaine technologique à la fois dans la nano-structuration 3D de matériaux photosensibles (type MPP) et dans l’optimisation les techniques de parallélisation et de tels motifs permettant d’atteindre des éléments de surface compatibles avec les besoins applicatifs de l’industrie 4.0. La plateforme ARAGO bénéficiera début 2024 d’une nouvelle salle blanche sur le campus d’IMT Atlantique. Ces locaux sont conçus pour répondre aux contraintes environnementales et de consommation énergétique permises aujourd’hui par l’état de l’art en la matière. Cette salle blanche bien que 20% plus grande permettra un gain énergétique de 40%.
Le département d’optique d’IMT Atlantique dispose d’une expertise reconnue dans le domaine de la conception/fabrication de micro-optiques matricielles allant jusqu’à la réalisation d’une machine de micro-réplication, transférée en 2016 à la société Surys (Groupe Imprimerie Nationale, anciennement Hologram Industries). Basé sur ce savoir-faire largement exploité sur le plan scientifique et du prototypage industriel, nous collaborons depuis quelques années avec l’ENS Lyon (équipe Matériaux Fonctionnels et Photoniques) dans une technologie de nano-fabrication 3D par polymérisation à 2 photons (voire multi-photons), notamment dans le cadre du projet européen H2020 PHENOMENON et du projet ANR 3DNewPrint. Ces projets ont permis de familiariser certains industriels partenaires comme Stellantis, Cristalens, Valeo, Oberthur, Thales, aux possibilités offertes par ces nanostructures 3D et à leur fabrication. Ces projets nous ont permis d’aboutir à un prototype validant l’intérêt de la technologie mais pas de l’exploiter de façon industrielle (précision, fiabilité, vitesse d’impression, etc.). Ainsi afin de pouvoir avancer sur la maturité de cette technologie en vue de la transférer à l’industrie, nous sommes en train d’explorer 2 voies en parallèle :
- SLM (Spatial Light Modulator) : nous sommes impliqués dans le projet européen FABulous (HORIZON 101091644) pour la parallélisation de ce nouveau procédé de fabrication de nanostructures 3D pour atteindre des vitesses de fabrication compatibles avec la production industrielle (cm²/min). La difficulté avec ces structures plus complexes (taille et surtout nature full 3D des motifs) est de ne pouvoir utiliser des techniques de réplication par nano-imprint ce qui est un frein à leur déploiement industriel. Contrairement aux nanostructures 2D ou 2,5D (surface modulé) réplicables et donc déjà largement industrialisés à grande échelle, il n’existe pas de technique de fabrication des nanostructures « full-3D » à l’échelle industrielle.
- DOE (Diffractive Optical Elements) – objet du projet NANOSHAPE : IMT Atlantique teste actuellement une voie alternative qui exploite, contrairement à l’axe principal du projet FABulous qui vise une machine universelle d’écriture directe à base de SLM, une solution à base de DOE qui permet des niveaux d’illumination et des vitesses d’écriture nettement plus élevés. Leur nature fixe qui les limite à la fabrication de structures périodiques ou semi-périodiques est suffisant pour plusieurs applications industrielles. Avec NANOSHAPE, nous visons le développement d’une machine préindustrielle mère où l’on n’aura qu’à modifier le DOE et son logiciel de tracé pour l’adapter aux use cases de chaque utilisateur/application.
Comparé au système FABulous, il sera plus simple, moins cher, plus rapide et par effet de levier grâce à notre expertise DOE (unique en France et parmi les leaders en Europe), permettra d’adapter DOE et Soft à plusieurs applications spécifiques (notre but).
Dans ce contexte NANOSHAPE vise à accélérer la réalisation d’un dispositif de nano- fabrication 3D MPP, du procédé industriel associé et de créer les services autour de cette imprimante pour permettre la diffusion de la technologie auprès des PME et ETI. Cet objectif constitue aujourd’hui un réel défi et une innovation majeure pour lesquels nous avons de réels atouts. Afin d’en tester les performances, cet outil sera conçu pour trois cas d’usage bien identifiés, liés à des partenariats avec trois acteurs industriels qui pourront en être bénéficiaires in fine : Oberthur-fiduciaire pour la fabrication d’hologrammes de sécurité, Cristalens pour implants intra-cornéens biocompatibles, Stellantis pour l’affichage holographique intra et extra- véhicule. Des discussions sont en cours avec Essilor-Luxottica pour la réalisation de méta- surfaces 3D pour les lunettes à correction dynamique qui viendront enrichir le cadre applicatif.
Cette machine préindustrielle sera implantée au sein de la plateforme ARAGO dont la mission est l’ingénierie de matériaux et dispositifs intelligents pour l’industrie du futur. Cette plateforme labélisée Carnot TSN regroupe plusieurs savoir-faire (matériau composite, électronique flexible, polymère conjugué) associés à des moyens de caractérisation (microscopes optiques et électronique) et de prototypage, qui sont une valeur ajoutée pour les technologies méta- surface. Les procédés technologiques mis en œuvre au sein de la plateforme produisent peu de déchets liquides organiques ou gazeux et les moyens de leur mise en œuvre ont une consommation énergétique faible comparée par exemple aux semi-conducteurs.
Le fonctionnement et la valorisation de la plateforme ARAGO au sein de laquelle s’inscrit NANOSHAPE repose sur deux entités du groupe IMT (IMT Atlantique et la filiale de valorisation IMT Transfert). Cette association facilite toutes les formes de collaborations industrielles, grâce à une organisation agile sur mesure (comportant plusieurs aspects comme le dérisquage technologique). Cette structure permet un traitement adapté au besoin industriel et de gestion/valorisation de la propriété intellectuelle. Par exemple, ARAGO est concernée par une trentaine de brevets en copropriété ou licenciés aux partenaires industriels de la plateforme, dont 5 sont relatifs à NANOSHAPE.
Ce projet permettra des rapprochements avec des équipes sur le plan national comme le RCMO de l’Institut Fresnel qui s’intéresse au développement d’éléments diffractifs et de méta- surfaces optiques (projet MetaonDemand), avec l’équipe MFP de l’ENS Lyon (résines MPP ultra-sensibles), ainsi qu’avec nos partenaires européens de l’INL (Braga), de l’AIMEN (Vigo), du Fraunhofer IISB (Erlangen, modélisation photochimique du processus d’écriture) et FORTH (Crête). Mentionnons aussi le couplage de méta-surfaces avec des supports de type freeform que nous mettons en place avec Valeo et l’Institut d’Optique de l’Université de Rochester.
Enfin, la pérennisation de cette filière s’appuie sur les flux de revenus de la plateforme, à savoir : la vente des solutions de fabrication et des services de prototypage, la licence du logiciel de conception et de pilotage optique, les services d'assistance et de conception optique et la fabrication sous contrat.
Plateau d’Innovation pour l’Industrie du Futur (PIIF)
Le centre S.mart Grenoble Alpes est une « usine expérimentale » où les grands services d’une entreprise industrielle sont recréés physiquement : une ligne de production automatisée et robotisée, un atelier d’assemblage-désassemblage reconfigurable, des postes de travail intelligents et manuels, un bureau d’étude du futur, des technologies de réalisation de prototypes de type fablab avancé, un atelier de fabrication additive métallique. Les équipements sont systématiquement instrumentés pour étudier la place de l’Homme dans la production, l’impact environnemental des solutions et la performance technique et économique. Le centre permet de tester, voire d’inventer, des scénarios d’introduction de technologie 4.0 dans un processus industriel existant ou futur. Les équipements et ressources du centre sont mutualisés entre les formations et laboratoires de recherche grenoblois. Les utilisateurs sont les chercheurs, les étudiants et les entreprises et les entreprises profitent actuellement du centre sous une forme classique de relations université-entreprise : des projets d’étudiants et des projets de recherche collaboratifs.
Afin d’accélérer la maturation et le transfert des solutions 4.0 novatrices vers les entreprises industrielles, le projet proposé vise à transformer ce centre de recherche et de formation en un véritable plateau d’innovation pour la mise au point, la formation professionnelle et le transfert des technologies 4.0 et de leurs usages. Cette mutation s’appuie notamment sur une association avec des entreprises « offreuses de solutions 4.0 » capables d’amener jusqu’à l’industrialisation les solutions co-développées sur le plateau.
La force et l’originalité du projet tiennent à plusieurs éléments. Tout d’abord, le plateau s’appuie sur un ensemble existant d’équipements de pointe, regroupés sur un même lieu, couvrant toutes les thématiques de l’industrie 4.0 et mêlant en synergie activités de formation, de recherche et de valorisation. Les équipes pluridisciplinaires qui utilisent le centre sont rompues aux projets collaboratifs et aux partenariats industriels. Ensuite, les enjeux de soutenabilité sociale et environnementale sont au cœur de l’approche et des projets de développement qui seront menés sur le plateau. Enfin, le plateau se distingue particulièrement par sa capacité à générer des données non confidentielles. Ces données sont issues des différentes machines et équipements, elles peuvent notamment être utilisées par des approches d’intelligence artificielle, domaine clé lui aussi de l’industrie du futur et pour lequel le site grenoblois est particulièrement bien positionné.
De nombreux composants nécessaires au projet sont d’ores et déjà opérationnels, et l’établissement est engagé à les mettre à disposition du plateau d’innovation : les locaux nouvellement restructurés, les équipements à hauteur de 3 M€, l’infrastructure numérique, les services administratifs et financiers, la maintenance, et la dynamique des équipes de recherche. La demande financière vise à doter le plateau des RH nécessaires à la conduite et à la réalisation des co-développements, en collaboration avec les RH propres des entreprises. Trois ingénieurs spécialisés sur les thématiques du bureau d’études du futur, de la fabrication additive et de l’excellence opérationnelle seront recrutés par le projet dont l’objectif à son terme est d’en assurer l’auto-financement pérenne.
L’articulation entre recherche, formation et industrie est la clé du développement économique des entreprises « offreuses de solutions ». Le projet contribuera ainsi au dynamisme économique qui se traduira par des créations d’emplois sur les territoires local, régional et national. Il apportera au centre et à l’établissement des moyens et des équipements complémentaires, ainsi qu’une plus forte visibilité. La présence de développements industriels permettra aussi aux chercheurs un accès facilité au terrain pour mettre à l’épreuve leurs propositions et faire émerger de nouvelles questions. En contribuant à développer des solutions 4.0 centrées sur l’homme et respectueuses de l’environnement, et en entrainant les entreprises vers ces questions, le plateau participera à une transition plus soutenable de l’industrie.
Réseau de Campus Labélisés Solutions pour l’Industrie du Futur (RéCLasSIF)
Pour que la France s’impose comme un leader de l’industrie du futur, elle doit être en mesure d’apporter à ses entreprises les outils leur permettant de se transformer, sans pour autant remiser brutalement le parc machines existant. Les transformations de l’outil industriel doivent donc passer par des solutions technologiques adaptatives plutôt que par des solutions de rupture qui rendraient l’existant difficile à transformer, voire obsolète.
L’industrie du futur doit également être responsable et répondre aux enjeux de la transition écologique. La performance de l’outil industriel n’est plus uniquement technologique. Elle doit aussi prendre en compte l’impact environnemental des transformations mises en œuvre.
Face à l’ampleur des changements à opérer, tant techniques que financiers, il est facile de comprendre les hésitations des entreprises à franchir le pas de la transformation de leurs usines. L’enjeu est donc de mettre en œuvre dans les territoires un accompagnement au changement complétant le développement technologique par la formation et l’innovation.
Grâce aux efforts réalisés par les pouvoirs publics sur les décennies précédentes, la France dispose d’un parc de plateformes technologiques pouvant répondre à ce besoin. Toutefois, celles-ci doivent être coordonnées et mises en réseau. Les plateformes de l’Ecole Nationale Supérieure des Arts et Métiers (ENSAM) et de l’Institut Mines Télécom (IMT) maillent déjà le territoire français au travers de 15 campus d’excellence académique dédiés aux solutions pour l’industrie du futur. L’ambition du projet « Réseau de Campus Labélisés Solutions pour l’Industrie du Futur » (RéCLasSIF) est de mettre en réseau ces campus pour développer et intégrer les technologies clés pour la filière Solutions pour l’Industrie du futur (SIF) afin d’accélérer la diffusion de l’offre française.
Couvrant les échelles TRL 4-7 et conjuguant numérique et procédés industriels, ces plateformes contribuent aux quatre leviers de compétitivité majeurs liés aux nécessaires transformations des entreprises : Internet des objets et infrastructures numériques, Technologies avancées pour la conception et la fabrication, Industrie verte et métrologie des impacts, et Economie et société.
Cependant, la convergence des transitions digitale, environnementale et sociétale nécessite d’accélérer le déploiement en réseau de ces plateformes complémentaires. A cet effet, l’objectif de RéCLasSIF est de transformer chaque campus doté de ces plateformes en campus Labellisé SIF (L-SIF) de développement, d’intégration et de formation aux solutions pour une industrie verte et responsable. Cette évolution s’effectuera en complémentarité avec les autres structures locales d’innovations technologiques (IRT, plateformes d’accélération pour l’industrie du futur, centres techniques, antennes des organismes nationaux de recherche, pôles de compétitivité …). La synergie entre entreprises offreuses de solutions, établissements académiques et partenaires socio- économiques est au centre de la dynamique de co-innovation ouverte proposée par RéCLasSIF.
L’industrialisation des solutions technologiques développées sera déployée et valorisée via la plateforme de services partagés, HUB-SIF, de la filière SIF et en lien avec ses acteurs. Les démonstrations réalisées par les offreurs de solutions partenaires des campus L-SIF seront intégrées et partagées sur HUB-SIF. Les fonctionnalités de HUB-SIF seront étendues ou enrichies d’outils de gestion afin d’augmenter les synergies entre entreprises offreuses et demandeuses de solutions.
Ainsi, structuration territoriale des équipements et expertises, organisation des campus en un réseau de développement SIF, coordonné à l’échelle de la France, et processus d’industrialisation des solutions pour l’industrie du futur sont les trois piliers novateurs du projet RéCLasSIF.
Le projet RéCLasSIF s’inscrit comme une contribution directe à France 2030 dans sa dimension visant la réindustrialisation de la France et le soutien à la transition écologique, en priorisant le développement et l’intégration de solutions industrielles vertes écoresponsables. Il contribue aux objectifs de souveraineté de la France sur un certain nombre de technologies clefs. RéCLasSIF est positionné sur les deux piliers majeurs identifiés dans France 2030 : (i) le couplage recherche/innovation/formation afin d’accélérer la montée en TRL et la diffusion des technologies et compétences associées et (ii) la dynamique de transfert croisé entre industrie et start-up, PME, ETI, afin de diffuser plus rapidement les innovations des unes vers les autres et de favoriser leur appropriation et valorisation réciproques.
RéCLasSIF répond à l’appel à projet « Soutien à l’offre de solutions pour l’industrie du futur sur le volet plateformes d’excellence académique et de transfert technologique ». Il participe principalement à l’axe stratégique 3 de la filière SIF « Soutenir l’innovation des produits et services de l’offre pour monter en gamme ». Il contribue de façon secondaire à l’axe 1 sur le volet « Diffusion de l’offre » et l’axe 2 « Nouvelle utilisation de l’offre ».
L’offre de RéCLasSIF est construite autour des plateformes technologiques ENSAM et IMT et d’un portefeuille initial de projets scientifiques et technologiques, structuré selon les quatre leviers de compétitivité pré-cités. Pour réussir la convergence des trois transitions (digital, environnementale et sociétale), chaque projet développera, soit la mise en œuvre de technologies hardware et software et les métrologies des impacts environnementaux à toutes les échelles des processus industriels, soit la prise en compte des facteurs humains dès la conception de l’intégration d’une ou d’un ensemble de solutions pour l’industrie du futur au sein d’un système industriel. L’offre de services aux entreprises de RéCLasSIF s’appuie à la fois sur des équipes de recherche qui opèrent des actions de formation, de recherche, d’innovation et sur le support d’industriels français majeurs dans le développement et l’intégration des solutions digitales comme Dassault Système, ESI, Orange, Diota, Immersion et CITC ou sur le réseau de PME et de startup du domaine qui travaillent avec nos campus tel que AIO, ANDQO, UBLEAM ou LINXTER.
Après 36 mois, soit la phase 1 du projet, les principales retombées attendues de RéCLasSIF sont :
- Renforcer le développement, l’industrialisation, l’intégration des SIF en prenant en compte l’accompagnement au changement des transformations au sein de l’écosystème industriel français ;
- Capitaliser sur l’ensemble des résultats et des démonstrations des solutions technologiques proposées et intégrées par les offreurs de solutions sur les campus du réseau au sein de HUB-SIF. Favoriser le dialogue entre la filière SIF et des filières des secteurs industriels de la demande. Conférer au réseau de campus un rôle de vitrine et d’outil de dissémination offrant à HUB-SIF un terrain d’expérimentation et de maturation afin de rapprocher l’offre technologique de ses usagers ;
- Intégrer les apprenants dans les processus ci-dessus pour accélérer les actions et former (en formation initiale et continue) les futurs cadres techniques qui assureront la pérennisation de cette expérience au sein des entreprises de l’offre et de la demande.
Les indicateurs de performances et d’impact escomptés à la phase 1, portent sur une croissance relative de : +33% du nombre de solutions IF intégrées et démontrées, +76% du nombre de PME et ETI accompagnées, +70% du nombre d’entreprises accompagnées à l’international, +70% du nombre de projets R&D réalisés et +70% de personnes formées aux SIF.
Une fois ces objectifs atteints sur le réseau initial, le projet organisera une extension du réseau en intégrant de nouveaux campus d’excellence académique et de transfert technologique pour renforcer le maillage de la co-innovation dans les écosystèmes régionaux et assurer une couverture nationale d’expertise la plus complète possible. Les trajectoires de croissance sont définies à horizon 60 mois, fin du projet puis 5 ans plus tard pour en montrer la pérennisation économique.
Plateforme technologique Turbolab (Turbolab)
Le projet TURBOLAB participe au développement d’un laboratoire commun entre l’ESTIA (ESTIA Recherche – Addimadour – Compositadour) et AKIRA Technologies dans le domaine des turbomachines. Les objectifs du laboratoire sont de concevoir de nouvelles technologies de turbomachines et de proposer un banc d’essai de caractérisation de la performance globale de nouvelles turbomachines, actrices de la décarbonation du transport aérien.
Les systèmes de motorisation, dont notamment les turbomachines sont des systèmes complexes intégrant des problématiques d’aérodynamique, de mécanique, d’électrotechnique, pour produire une énergie électrique ou bien pour mettre en mouvement un aéronef avec le meilleur rendement possible. Les attentes environnementales et l’évolution des usages ont modifié les besoins fonctionnels. De nouvelles solutions technologiques apparaissent, ainsi que de nouveaux carburants. L’élimination des carburants carbonés ouvre un très large champ des possibles pour identifier les technologies qui seront viables dans l’avenir. Ainsi, ce projet induit une approche pluridisciplinaire et structure un nouveau projet de recherche pour l’ESTIA. Les retombées attendues participent à la décarbonation du transport aérien et donc à la préservation de la planète.
Deux axes de recherche et développement sont envisagés:
- Axe 1 : Concevoir et développer des éléments de turbomachines en rupture, pour en optimiser la performance ;
- Axe 2 : Ouvrir un espace expérimental d’accueil permettant aux grands comptes, aux institutionnels et aux nouveaux acteurs de venir qualifier les nouveaux systèmes de propulsion aéronautique.
Pour cela, les deux acteurs mettent en commun leurs domaines d’excellence propres : les procédés de fabrication, la simulation numérique et la gestion des plateformes pour l’ESTIA, et les turbomachines, et les équipements d’essais pour AKIRA Technologies.
Dans le cadre de l’axe 1, l’originalité se situe dans la mise en œuvre des nouveaux procédés de fabrication avancée, matériaux composites et fabrication additive métallique, pour la fabrication d’éléments de machine optimisés. En effet, ces procédés offrent la possibilité d’architecturer la géométrie et la matière des pièces et donc d’en piloter le comportement dynamique, dont l’amortissement. Cet axe scientifique s’appuie sur le développement d’outils spécifiques de simulation des procédés de fabrication et du comportement dynamique des éléments de machine. La question est donc de savoir si les nouveaux procédés de fabrication avancés maitrisés par l’ESTIA peuvent apporter des gains en performance fonctionnel pour les turbomachines, de manière à franchir un cap dans la décarbonation de la motorisation aéronautique.
Dans le cadre de l’axe 2, le but est de créer un laboratoire public-privé qui soit un espace ouvert à toutes les nouvelles technologies de motorisation, dans le cadre de la décarbonation du transport aérien. Aujourd’hui, il n’existe pas de laboratoire d’accueil apte à caractériser la performance fonctionnelle d’une turbomachine. Généralement, les moyens d’essais sont focalisés uniquement sur un sous-système comme l’aérodynamique. Ce laboratoire pourra mettre en œuvre toutes les énergies comme l’hydrogène ou les nouveaux carburants non carbonés, la performance des accumulateurs et les turbopropulseurs. Ainsi par essence, le projet a la vocation d’accueillir les équipes de recherche nationales et internationales, académiques ou privés pour conduire des essais de caractérisation de performance.
L’équipement envisagé porte d’une part sur des moyens de caractérisation mécanique des pièces obtenues en fabrication additive ou en composite. D’autre part, des équipements additionnels renforcent l’offre de service en mesure des turbomachines, en élargissant le spectre des énergies et des moyens disponibles.
Ce projet se veut original autant dans l’approche du domaine d’étude que dans son organisation avec la construction d’un nouveau bâtiment et la coopération entre un établissement d’enseignement supérieur et une PME.
Les actions déjà engagées (construction du bâtiment, recrutement de doctorant, labélisation par l’ANR) illustrent l’engagement de l’ESTIA dans ce projet. TURBOLAB devient une nouvelle plateforme technologique de l’Ecole et a vocation à produire des activités d’enseignement, de recherche et de transfert de technologie, tout comme ses sœurs.
La valorisation induite par ce projet s’inscrit en conformité avec les processus de valorisation de l’ESTIA, à savoir publications d’articles scientifiques dans le cadre des travaux d’ESTIA Recherche et prestations de transferts de technologies dans le cadre de la plateforme TURBOLAB. Les éventuels brevets seront co-signés par les partenaires conformément aux accords de consortium signés.
Ce projet est cofinancé par la Communauté du Pays Basque (Bâtiment livré en août 2023 et bourse de doctorat), le conseil Régional Nouvel Aquitaine (Post-Doc et bourse de doctorat), l’ANR au titre du Labcom (Chercheur sénior, ressources de calcul et sous-traitance).
