Robotique, matériaux et réalité augmentée : les technos clés de l’industrie du futur

L’institut Mines-Télécom organisera le 22 mars 2016 une Bourse aux technologies dédiée aux entreprises intéressées par le transfert technologique. Rassemblant chercheurs et PME au ministère de l’Économie, de l’industrie et du numérique à Bercy, cet événement permettra de présenter quelques unes des dernières innovations issues des laboratoires de l’Institut et de ceux de ses partenaires. Robotique, matériaux composites ou réalité augmentée : petit aperçu des savoir-faire et des travaux présentés au travers de trois exemples.

Des algorithmes pour piloter des robots déformables

Christian Duriez est chercheur à l’Inria. Avec son équipe, il travaille sur les robots déformables. Ceux-ci, contrairement aux robots classiques, ne basent non pas leurs mouvements sur des articulations mais sur la déformation de leur structure. Pour cela, les robots déformables sont conçus avec des matériaux et des actionneurs particuliers. « Nous utilisons par exemple des câbles qui viennent tirer sur des polymères élastiques » illustre Christian Duriez.

Mais la vraie compétence du chercheur se situe en algorithmique et en programmation logicielle. Dans le cas des robots déformables, le défi réside autant dans le pilotage que dans le design. La position d’un robot rigide classique est facile à obtenir : elle peut se déduire de celle de chacune de ses articulations. Un robot déformable est en revanche plus difficile à modéliser. Les scientifiques doivent donc faire appel à la méthode des éléments finis pour résoudre de lourds calculs impliquant de nombreuses équations aux dérivées partielles. « C’est une méthode bien connue, mais peu maîtrisée pour faire des calculs en temps réels comme nous avons besoin dans le cas du pilotage de robots déformables » explique-t-il.

De tels robots seraient intéressants pour de nombreuses applications, dans le domaine médical notamment. Ils pourraient par exemple venir en aide aux chirurgiens, afin d’opérer en abimant le moins possibles les tissus des patients. Mais pour Christian Duriez, il s’agit avant tout d’une autre façon de concevoir la robotique. « Je ne vois aucune raison que les robots déformables ne puissent pas être utilisés dans toutes les applications que nous voyons aujourd’hui pour les robots rigides » affirme ainsi le chercheur.

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Robot mou, en silicone, animé via câbles et servo-moteur. Les déformations du robot sont modélisées en temps réel selon la méthode des éléments finis (FEM model). À l’écran : simulation numérique par maillage tétraédrique du robot déformable. © Inria / Photo H. Raguet.

Matériaux : Albi développe de nouveaux procédés

Depuis 2014, la plateforme Mimausa de Mines Albi met à disposition de la recherche industrielle et académique des pilotes industriels. Deux d’entre eux seront présentés à Bercy à l’occasion de cette Bourse aux technologies. Le premier est un pilote de formage de tôles en aluminium ou titane. L’innovation réside dans l’absence de préchauffage du moule, ici en béton. « Par rapport à un procédé conventionnel, nous utilisons des moules froids, et nous arrivons à chauffer la tôle très rapidement » précise Aurélien Mazzoni, porteur du projet. Des lampes infrarouges sont capables de chauffer de façon homogène la plaque métallique. La déformation est ensuite réalisée sous une pression de 40 bar venant mouler la tôle sur le support en béton.

Le second pilote est quant à lui destiné aux matériaux composites. Mettant à profit un système de chauffage par induction, la technologie est là aussi capable de chauffer l’objet en un temps plus rapide que dans des procédés classiques. « Sur ce pilote, nous pouvons chauffer et refroidir à des vitesses de 50 °C par minute » ajoute Aurélien Mazzoni. Dans ce second cas, comme dans le premier, les pièces fabriquées intéressent particulièrement des secteurs comme l’aéronautique.

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Des installations industrielles en réalité augmentée

Comment mieux prendre en charge les pannes des systèmes industriels ? Lors d’un incident, il peut arriver qu’un outil reste immobilisé plusieurs heures, entraînant un arrêt de la production. Afin de pallier ce problème, Marius Preda, chercheur à Télécom SudParis, développe une plateforme de réalité augmentée permettant d’accompagner les techniciens dans l’identification et la résolution d’un problème. Pour ce faire, ces derniers placent sur leur tête un casque équipé de lunettes à réalité augmentée et entrent en contact avec un expert de l’entreprise conceptrice de la machine en panne. Les deux personnes peuvent alors échanger, et l’expert aider le technicien à distance en pointant des éléments de la machine via l’interface de réalité augmentée.

Le projet, baptisé Rest (pour Remotely supported troubleshooting), se veut aussi une alternative aux manuels classiques sous forme de fiches, parfois dépourvus de schémas. « Nous pouvons proposer la scénarisation en 3D de situations de réparation ou de maintenance » confie ainsi Marius Preda. La technologie pourrait alors servir à des fins de formation, pour familiariser les techniciens avec les machines. De plus, en créant ainsi une base de données de scénarios, potentiellement enrichie au fil du temps par des cas d’interventions ponctuelles, un grand nombre de situations se retrouveraient disponibles et ne requerraient plus de communication avec un expert.

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 Le concept de la Bourse aux technologies

La Bourse aux technologies de l’Institut Mines-Télécom est une journée de rencontres et d’échanges entre chercheurs et PME. L’objectif du dispositif est de permettre aux entreprises d’accéder plus facilement aux résultats de la recherche académique et de développer ainsi les innovations de demain. Son originalité est d’apporter les technologies issues de toutes les écoles de l’Institut Mines-Télécom et de ses partenaires, dans une région donnée et sur un domaine. Ces rendez-vous s’inscrivent dans le cadre du programme de promotion de l’offre des technologies des organismes publics de la recherche mis en œuvre par le Consortium de Valorisation Thématique CVSTENE (Investissements d’Avenir) dédié aux sciences et technologies du numérique.

En savoir + sur la Bourse aux technologies « Smart manufacturing » du 22 mars
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