Février 2012
sommaire
Réalités industrielles
Les robots : nouveaux concepts, nouveaux usages
Ce numéro a été coordonné
par Françoise ROURE et Lionel ARCIER
Editorial
Par Pierre COUVEINHES
Rédacteur en chef des Annales des Mines
Avant-propos
Par Françoise ROURE
Contrôleur général économique et financier, présidente de la section Technologies et société au Conseil général de l’industrie, de l’énergie et des technologies (CGIET) - Ministère de l’Economie, des Finances et de l’Industrie
et Lionel ARCIER
Contrôleur général économique et financier, membre permanent de la section « Régulation et ressources » et de la section « Sécurité et risques »au sein du Conseil général de l’Industrie, de l’Energie et des Technologies
Un état des lieux par secteur
A la conquête des abysses : les robots sous-marins
Par Dominique VILBOIS
Président Directeur Général du Groupe ECA
Les fonds sous-marins restent largement mystérieux. Cependant leur exploration et leur exploitation constituent des enjeux majeurs pour le futur de notre planète. L’exploitation de leurs ressources naturelles (ressources halieutiques et biologiques, minerais, pétrole et gaz) et l’étude de leur influence sur le climat sont des défis incontournables si l’on veut offrir un avenir aux générations futures. Les progrès de la robotique sous-marine permettent d’envisager une meilleure connaissance et une exploitation de ce milieu encore inaccessible à l’homme. Cet article présente l’état actuel de la technique en matière de robotique sous-marine, ses applications civiles (actuelles et abordables dans un futur proche) et, enfin, un panorama rapide d’un marché nouveau et attractif
La valeur ajoutée (en termes de qualités, de sécurité...) de la robotique dans l'industrie aéronautique
Par Pierre-Laurent KOCIEMBA
Président de NDT-Expert
Aujourd’hui, un nouveau scénario mondial est en train d’émerger pour l’industrie aéronautique. La Chine, qui fait partie désormais des toutes premières puissances, investit dans la création d’une industrie aéronautique nationale forte. Son objectif principal étant de pouvoir représenter une forte concurrence face aux acteurs actuels. Pour faire face à ces nouveaux défis, les deux leaders mondiaux que sont Airbus et Boeing doivent améliorer tous les ans leur compétitivité en investissant dans la recherche et le développement de nouvelles technologies (carbone, propulsion, ailes) et de nouvelles stratégies de production (comme le lean manufacturing ).
L'application robotisée de peintures dans l'industrie automobiles Des solutions permettant des économies d’énergie grâce au concept de charge interne
Par Cédric PERRES
Directeur général de SAMES Technologies, Innovalley - Meylan (Isère)
et Asbed KECHICHIAN
L’application automatisée des peintures (ici, dans l’industrie automobile) doit s’adapter aux possibilités qu’offrent les robots afin d’optimiser l’équation entre la vitesse d’application (liée au robot) et le volume pulvérisé (lié au pulvérisateur). La solution robotisée Accubell 709 Evo, de SAMES, a profondément évolué afin de répondre aux nouvelles utilisations.
La problématique de l'utilisation des robots industriels en matière de sécurité
Par Adel SGHAIER et Philippe Charpentier
Institut national de recherche et de sécurité (INRS)
La robotique connaît depuis quelques années une expansion importante. Les applications faisant appel à des robots sont de plus en plus variées et les limites physiques entre l’homme et le robot diminuent. De nouvelles problématiques liées à la sécurité et à la prévention des accidents du travail voient donc le jour dans ce domaine, ce qui nécessite l’identification, puis la réduction des risques associés à l’utilisation de ces robots. Il est important d’imaginer les systèmes qui permettront à l’homme de travailler en toute sécurité avec des robots. La première partie de l’article propose un premier état de l’art des travaux autour de la sécurité en robotique industrielle, ainsi qu’une étude préliminaire des accidents du travail causés par les robots. Des solutions permettant d’améliorer la sécurité seront analysées dans la deuxième partie de l’article.
Les actions de Cap Robotique
Par Philippe ROY
Délégué Adjoint, Cap Digital
et François HANAT
Chargé de mission, Cap Digital
Cap Robotique est un cluster d’innovation regroupant une cinquantaine de structures (PME, laboratoires de recherche, designers) engagées dans une lignée d’innovation qui, demain, bouleversera notre rapport à la maladie, à l’isolement, à l’effort… et réenchantera les modèles d’enseignement, de soins et de loisir.
L'économie de la robotique : nouvelles donnes et défis actuels
Par Dr. Françoise ROURE
Contrôleur général économique et financier, Présidente de la section « Technologies et Société » au Conseil général de l’Industrie, de l’Energie et des Technologies (CGIET) - Ministère de l’Economie, des Finances et de l’Industrie
et Grégoire POSTEL-VINAY
Ingénieur général des Mines, Chef de la mission Stratégie - Etudes économiques de la Direction générale de la Compétitivité, de l’Industrie et des Services (DGCIS) - Ministère de l’Economie, des Finances et de l’Industrie
Par l’automatisation et la normalisation de la qualité, l’économie industrielle de la machine-outil avait pour objectif d’augmenter la productivité globale des facteurs de production par une réduction drastique du coût du facteur travail. Dans l’économie de la robotique, à la contribution respective des facteurs de production (travail et capital) s’ajoute celle du facteur « connaissance », qui combine l’information à sa traduction utile dans l’action. Outre dans l’industrie, le recours à des robots est appelé à croître notamment dans le secteur des services à la personne sous l’effet du vieillissement de la population. La robotique est ainsi porteuse de nouvelles et vastes perspectives, à l’interface de nombreuses sciences et techniques : la mécanique, le logiciel, l’électronique, les nanotechnologies, les matériaux avancés, la médecine, l’analyse de risques, l’économie, la sociologie, le marketing et les sciences de la communication.
Les développements en perspective et la préparation de l'avenir
Vers de nouveaux usages des robots mobiles
Par Guy CAVEROT
BA Systèmes Rennes S.A.S
D’abord utilisée en logistique de production avec pour finalités la réduction des coûts, l’amélioration de la qualité des produits et la rationalisation des flux à l’intérieur des usines, la robotique s’ouvre à de nouvelles applications dans les domaines de la construction, de la santé ou du nucléaire. BA systèmes mobilise ainsi son savoir-faire acquis dans l’industrie pour répondre à de nouveaux besoins liés à la protection des êtres humains, à l’amélioration des gestes humains, à leur sécurisation et à l’automatisation d’activités dans des milieux hostiles. Pour répondre à ce défi de diversification, BA systèmes a adopté une organisation originale de son innovation reposant sur la mise en place d’une fonction spécifique, celle d’innovateur relationnel chargé de développer des liens externes, notamment avec les laboratoires de recherche et les utilisateurs.
Vers une cartographie sémantique d'environnements intérieurs
Par David FILLIAT
Enseignant-Chercheur à l’ENSTA ParisTech
La recherche en cartographie, pour la robotique, porte de plus en plus sur des modèles d’environnements sémantiques contenant des concepts humains (tels que les pièces d’un bâtiment ou les objets). Nous avons développé un robot capable de construire de telles cartes dans le cadre d’une compétition d’exploration de bâtiments. Reposant sur les capteurs d’un type nouveau que sont les caméras de profondeur, ce système montre que la construction de tels modèles est possible, mais qu’elle repose sur des systèmes d’une grande complexité.
Les drones : la poursuite de leur miniaturisatin et son impact sur le déploiement de leurs usage
Par Catherine FARGEON
Membre du Conseil général de l’Armement (CGARM)
et Peter Van BLYENBURGH
Président de l’Unmanned Vehicle Systems International (UVSI)
Le monde des drones de petite taille est en pleine mutation. Par petite taille, il convient d’entendre les drones de moins de dix kilogrammes. Ce type de porteur aérien de capteurs n’est plus le champ réservé des universitaires, des grands groupes travaillant pour l’armement, ni même des petites sociétés high tech ; c’est un secteur dont se sont emparés les geeks et les utilisateurs passionnés, qu’ils soient du secteur aéronautique ou non. Ces porteurs aériens embarquent toutes sortes de capteurs et permettent à leurs opérateurs d’offrir des services très variés. Quels sont les enjeux économiques et opérationnels de cette révolution culturelle et technologique ?
An overview of medical robotics in Iran
Par Farzam FARAHMAND
RcSTIM, Tehran University of Medical Sciences, Tehran, Iran. School of Mechanical Engineering, Sharif University of Technology, Tehran, Iran
Hamid R. AMIRNIA
Center for Innovation and Technology Cooperation, I.R Iran Presidency, Tehran, Iran
Saeed SARKAR
School of Mechanical Engineering, Sharif University of Technology, Tehran, Iran
Saeed BEHZADIPOUR
School of Mechanical Engineering, Sharif University of Technology, Tehran, Iran
Alireza AHMADIAN
School of Mechanical Engineering, Sharif University of Technology, Tehran, Iran
et Alireza MIRBAGHERI
RcSTIM, Tehran University of Medical Sciences, Tehran, Iran. School of Mechanical Engineering, Sharif University of Technology, Tehran, Iran. Center for Innovation and Technology Cooperation, I.R Iran Presidency, Tehran, Iran
This paper presents an overview of the current research and development activities on medical robotics in the Islamic Republic of Iran. Medical robotics is believed to be among the most influential and therefore strategic technologies in the area of health and medical services. As a result, the Iranian Ministry of Education, along with the Ministry of Health and Medical education and the Ministry of Industries and Mines have devised a strategic plan to promote and support this branch of technology. A research centre (called RcSTIM) has been assigned to focus on this area and work intensively on long term projects. Collaborative research and development projects in this centre and other technical and/or medical schools have resulted in several domestic technologies and advancements in the field of medical robotics, from which some have already entered the last stages of commercialization and others are passing technical and clinical trials.
Des nouveaux concepts de la robotique aux usages innovants
La cobotique : des robots industriels aux robots assistants, coopérants et co-opérateurs
Par Michel DEVY
DR CNRS - CNRS; LAAS; Université de Toulouse
Qu’est-ce que la robotique industrielle aujourd’hui ? Des bras manipulateurs autonomes pour réaliser des tâches répétitives à haute cadence, ou des chariots sans conducteur qui suivent des trajectoires fixes… La mise en oeuvre de ces solutions robotisées a un fort impact sur l’environnement humain ; elles doivent satisfaire à des contraintes de sécurité et de robustesse et se caractérisent par leur faible versatilité et des capacités d’adaptation limitées. De nouveaux bras exploitables à proximité d’opérateurs humains sont désormais disponibles sur le marché. De plus, depuis une dizaine d’années, la recherche en robotique progresse très vite, avec pour objectif la robotique de service en milieu humain, et pour cadre applicatif l’assistance aux personnes. Pourquoi un robot, compagnon de l’homme hors de son environnement de travail, ne pourrait-il pas l’être aussi dans un atelier ? Comment l’industrie peut-elle tirer parti des nouveaux résultats des recherches menées en robotique de service ? Les réponses à ces questions sont complexes, tant les contraintes sont différentes entre les divers domaines applicatifs. Nous évoquerons ici quelques-uns des défis à relever pour qu’émerge la cobotique, une robotique collaborative entre le robot industriel et l’homme.
Des robots humanoïdes multi-applications : le nao et ses successeurs
Par Bruno MAISONNIER
Aldebaran Robotics
Si les robots industriels ont fait leur apparition dans les années 1950 aux Etats-Unis (avec pour finalité l’optimisation de la production), la robotique au service de l’homme apparaît au Japon, dans les années 1980, en réponse au vieillissement de la population de ce pays. L’accident de la centrale nucléaire de Fukushima a réaffirmé le besoin de disposer de machines ayant les capacités de mobilité et d’agilité de l’homme, sans en présenter la fragilité. Le robot au service de l’homme exige de relever plusieurs défis : maîtriser l’interaction entre le robot et l’homme, développer l’agilité du robot, sa capacité à percevoir et à analyser son environnement, et surtout garantir la sécurité des humains évoluant à proximité. Un ensemble de défis qui ne pourront être relevés qu’avec le développement de partenariats entre le monde de l’industrie et celui de la recherche, avec pour objectif de passer du stade de la fabrication de prototypes robotiques à celui d’une véritable industrie de la robotique de service.
L'insertion des robots dans la vie quotidienne (avec un focus sur les robots humanoïdes)
Par Olivier LY
LaBRI - Université de Bordeaux / INRIA Flowers
et Hugo GIMBERT
LaBRI – CNRS
Cet article aborde le problème du déploiement de robots, en particulier de robots humanoïdes, à l’échelle du grand public. Jusqu’à présent, la robotique trouvait ses applications essentiellement dans les outils de production. Mais, depuis peu, elle investit le marché grand public, mettant à la portée de tout un chacun de véritables robots. Les potentialités sont énormes, mais des obstacles subsistent. Cet article présente les potentialités en question et examine les principaux défis à relever tant du point de vue technologique que des points de vue industriel et commercial.
Vivre avec les robots : designer la relation
Par Dominique SCIAMMA
Directeur du Développement et de la Recherche, Directeur du Département « Systèmes et Objets Interactifs »
Plus que des objets techniques, les « robjets » (contraction de « robot » et d’« objet ») témoignent d’une nouvelle dimension, une dimension sociale où les objets sont porteurs de comportements et non plus seulement de fonctionnalités. Le robjet devient un acteur « intelligent » de la relation non seulement à l’homme, mais aussi aux autres objets. Dans ce nouvel environnement, le designer aura la responsabilité majeure de penser les robots de demain dans le cadre de situations de vie, de repenser le « vivre ensemble ». Tout l’enjeu pour le designer est d’arriver à une insertion sociale réussie des robots.
Les perspectives de la robotique dans le programme-cadre 2014-2020 de l'Union européenne (horizon 2020) Quelles priorités pour la France ?
Par Patrick SCHOULLER
Représentant de la France aux comités TIC et Sécurité du 7ème PCRDT ministère de l’Enseignement supérieur et de la Recherche
et Frédéric LAURENT
Chargé de mission auprès du Chef de Service, représentant national aux comités PCRDT-CIP-SAFER INTERNET, représentant Eurêka pour le MEFI - MEFI DGCIS STIC
Patrick Schouller et Frédéric Laurent, les deux représentants de la France au Comité de gestion de la thématique Technologies de l’Information et de la Communication du Programme-Cadre de Recherche et Développement Technologique, dressent dans cet article un aperçu de ce qu’a été l’approche européenne en matière de recherche sur la robotique et de ce qu’il faut espérer voir figurer comme thèmes dans le prochain programme de recherche européen Horizon 2020.
Hors dossier
Compte rendu du colloque sur l’ingénierie numérique organisé, le 25 novembre 2011, par l’Académie des Technologies, le Conseil Économique, Social et Environnemental et le Conseil général de l’Industrie, de l’Énergie et des Technologies
Par Romain BORDIER
Ingénieur des Mines et membre d’un groupe de travail sur l’Avenir de la radio en France
Laurent GUÉRIN
Ingénieur des Mines et rapporteur général au Conseil National du Numérique
et Jonathan NUSSBAUMER
Ingénieur des Mines et membre d’un groupe de travail sur l’Avenir de la radio en France
Le 25 novembre dernier, s’est tenu dans l’hémicycle du Conseil Economique, Social et Environnemental (CESE) un colloque portant sur l’ingénierie numérique organisé conjointement par l’Académie des Technologies, le Conseil Economique, Social et Environnemental (CESE) et le Conseil Général de l’Industrie, de l’Energie et des Technologies (CGIET). Le sous-titre Entre ruptures technologiques et progrès économique et sociétal donné à cet événement attirait d’emblée l’attention des participants sur l’ambition de cette journée de réflexion et sur l’ampleur des enjeux soulevés par ce qui aurait pu être perçu comme une discipline d’ingénieur parmi d’autres.