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I.1 Introduction : Après une première révolution industrielle déclenchée par l’

I.1 Introduction : Après une première révolution industrielle déclenchée par l’exploitation du charbon et l’invention de la machine à vapeur, une seconde amenée par l’essor de l’électricité, de la mécanique et du développement du transport, une troisième due au développement de l’électronique et des télécommunications ; s’amorce aujourd’hui une 4ème « révolution » industrielle. Celle-ci est motivée par l’avènement de tout un ensemble de nouvelles technologies telles que les objets connectés, l’Intelligence Artificielle, le Cloud, la réalité virtuelle, ... Contrairement aux précédentes itérations, cette nouvelle génération d’industrie ne repose pas sur l’adoption d’un nouveau modèle de production mais propose plutôt de partir de l’existant et de le faire évoluer en y intégrant toutes ces innovations. L’Industrie 4.0 désigne donc la transformation digitale de l’industrie. I.2 L’industrie 4.0 : Le projet « Industrie 4.0 » vise à développer de nouvelles organisations de production sur toute la chaîne de valeur. « L’Industrie 4.0 » est annoncée comme la 4ème révolution industrielle. La 4ème révolution industrielle débuta, elle, avec l’Internet des objets connectés et le cloud computing, pour fabriquer des produits grâce à des systèmes intelligents, tels que les systèmes de simulation et les capteurs par exemple. Le concept d’Industrie 4.0 fut introduit officiellement pour la première fois lors de la foire de Hanovre (salon de la technologie industrielle en Allemagne) en 2011. On parle alors d’usine intelligente ou « smart factories ». L’idée est de rendre la chaine de production plus intelligente et flexible en prévoyant l’interconnexion généralisée des machines et des objets, et le travail de concert de tout un ensemble d’innovations technologiques. Les révolutions industrielles : Après le charbon, l’électricité puis l’électronique, le monde assiste désormais à une quatrième révolution industrielle née de la convergence des technologies numériques et des techniques de production industrielle. Figure 1 : les révolutions industrielles successives [1] 1Ere révolution industrielle Elle remonte à l’exploitation du charbon et la mise au point de la machine à vapeur par James Watt en 1769. Cela va transformer radicalement le mode de fabrication. En effet, l’artisanat va être remplacé par la production mécanique, les usines vont se substituer aux manufactures et ateliers artisanaux… Dans les usines, la révolution correspond à l’utilisation de la machine à vapeur comme moteur pour actionner les machines permettant des cadences accrues. Ce qui entraîne une fabrication plus importante, et donne vie à des produits en petites séries. 2Eme révolution industrielle La seconde est amenée par l’utilisation du pétrole et de l’électricité à la fin du XIXème siècle. Cela va permettre de moderniser les moyens de production. Les industries automobile et chimique vont en profiter pleinement. Dorénavant, les machines de production ne sont plus “à la vapeur” mais “électrique”. Cette époque correspond à la mise en place du taylorisme et du travail à la chaîne rendant productif les ouvriers non qualifiés. Nous parlons alors de production en masse de produits identiques. 3Eme revolution industrielle Puis, une 3ème révolution a eu lieu au milieu du XXème siècle avec l’avènement de l’électronique, des télécommunications ou encore de l’informatique. Ces différentes disciplines vont permettre la mise en place d’automatisations importantes qui soulageront les ouvriers des tâches les plus difficiles. C’est le début de la robotique, de la flexibilité des outils de production et de la production en grandes séries. Par ailleurs, certains situent cette 3ème révolution un peu plus tard, au début du XXIème siècle. Elle serait basée sur la transition énergétique (énergies renouvelables, bâtiments producteurs d’énergie et capacités de stockage de l’énergie) ainsi que sur les technologies numériques. En effet, cela aurait donc marqué la fin de l’exploitation des énergies fossiles (charbon, pétrole, …) et l’avènement de l’énergie propre (soleil, air, eau). Enfin, l’une des caractéristiques importantes de cette troisième révolution est la notion de mobilité (des biens et des personnes). 4Eme revolution industrielle Aujourd’hui, il n’est plus question qu’un moyen de production produise à la chaîne (ou plutôt reproduise) un produit des milliers de fois. Nous sommes entrés dans l’ère de la personnalisation des produits. Le consommateur veut un produit complètement personnalisé, qui ne ressemble pas à celui de son voisin. L’industrie 4.0 s’engage à répondre à cette exigence de produits uniques et personnalisés tout en conservant des coûts équivalents, et cela malgré les faibles volumes de production engendrés. C’est pourquoi l’un des défis de cette 4ème révolution industrielle est de réussir à connecter le besoin du client à l’organe de production. Cette connexion ne peut se faire sans l’apport des nouvelles technologies, qui devront être exploitées dans cette “nouvelle usine”… I.3 Les principes : La 4e révolution industrielle organise des processus de production induits par les innovations liées à l'internet des objets et aux technologies du numérique, tels que la cobotique, la réalité augmentée, l'impression 3D, l'intelligence artificielle, afin d'exploiter les données issues du Big data et de la maquette numérique. Toutes ces techniques font partie des ingrédients qui entrent dans la composition de l’Industrie 4.0. La technologie de la Radio- identification, en anglais RFID, s’impose comme la pierre angulaire dans la « Smart Product ». Ces nouvelles technologies font émerger un concept de système cyber-physique de production, de l’anglais CPS. Cela correspond à un système autonome intégrant de l’électronique et du logiciel associés à des capteurs et dotés de capacité de communication. Un système cyber-physique interagit avec son environnement dans lequel il prend les données et les traite. Ils sont utilisés pour contrôler et piloter les processus physiques et modifient ainsi ces processus vers des fonctionnalités nouvelles. L’internet des objets et les systèmes cyber- physique forment la base de la technologie pour l'Industrie 4.0. Dans ce nouveau modèle, la coordination de ces technologies s’applique non seulement dans l’usine, mais aussi entre les usines. I.3.1 Interoperabilite et standardisation : L’Industrie 4.0 prévoit la communication généralisée entre différents systèmes de production quels que soit leurs systèmes de communication. Or, les parcs de machines des industries sont très hétérogènes, des équipements de tous âges et de différents constructeurs et technologies coexistent. L’interconnexion reste donc encore compliquée dans de nombreux cas. Un travail de standardisation des interfaces et protocoles utilisés est en cours avec pour objectif de développer tout un écosystème intégré, les données étant échangées, remontées et analysées pour refléter en temps réel l’état de l’entreprise à tous les niveaux : la situation des stocks, de la production, l’état du parc matériel et des finances... L’entreprise deviendrait alors capable de faire de l’analyse tendancielle ou prédictive, anticiper les risques et suivre des phénomènes en temps réel. Toutefois, au vu du raccourcissement des cycles technologiques et du time-to market, les industries ne peuvent pas se permettre d’attendre cette normalisation et tâtonnent en intégrant certaines briques technologiques au fur et à mesure. I.3.2 Orientation client et service : Les besoins variés, pressants et changeants du client vont bientôt piloter la production. Au-delà de la connaissance du client, celui-ci va être pleinement intégré au processus de production tour à tour interrogé, écouté et impliqué dans la définition de l’offre ou la conception du produit. Par ailleurs, les produits, de plus en plus intelligents et communicants, deviennent des intermédiaires pour vendre des services (réglage personnalisé, télémaintenance, mise à jour fonctionnelle, conseils, ...). Le client ne juge plus seulement le produit pour son usage et sa qualité mais plutôt une solution globale répondant à un besoin précis. L’Industrie 4.0 rapproche les concepts de produit et de service. Elle souligne la nécessité d’une démarche client-centric, en soignant le parcours client qui devient plus que jamais structurant. I.3.3 Modularite : Une fois numérisée et synchronisée, la production devient flexible et modulable. La chaine de production s’adapte en fonction de la demande et tous autres aléas : prix, stock de matières premières, imprévus avec l’approvisionnement, ... Au-delà d’un écosystème communiquant, il doit être intelligent. I.3.4 Intégration horizontale et verticale : Pour aboutir au concept d’Industrie 4.0, l’ensemble des processus au sein de l’entreprise doit être relié en mettant en œuvre une continuité numérique entre les services. Deux types d’intégrations existent et doivent être combinées. ➢ L’intégration horizontale désigne la digitalisation de l'ensemble de la chaîne de valeur et d'approvisionnement de l’industrie. Cela concerne les flux internes et externes allant du fournisseur, au client en passant par le distributeur et les partenaires. Il est évident que l'intégration horizontale aide à la collaboration, aux économies de coûts, à la création de valeur, à la performance avec une efficience des opérations ainsi qu’une mise sur le marché plus rapide. Figure 2 : le principe d’intégration horizontale[1] ➢ L’intégration verticale elle, intègre une composante hiérarchique, il est toujours question de digitalisation mais à différents niveaux de fabrication et de production. C’est cette intégration qui permet de reconfigurer le processus de production en fonction de la demande client. Parmi les solutions et technologies typiques de cette intégration, citons la réutilisation de solutions éprouvées comme les automates programmables (PLC) qui contrôlent les processus de fabrication et se situent au niveau contrôle, les SCADA qui permettent diverses tâches de supervision de processus et de production, les systèmes MES ou d’exécution de la fabrication et un ERP intelligent pour le niveau entreprise, qui uploads/Industriel/ chapitre-1 10 .pdf