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ENSEIGNER L’INDUSTRIE DU FUTUR ENSEIGNER L’INDUSTRIE DU FUTUR 2 ENSEIGNER L’IND

ENSEIGNER L’INDUSTRIE DU FUTUR ENSEIGNER L’INDUSTRIE DU FUTUR 2 ENSEIGNER L’INDUSTRIE DU FUTUR 3 PREFACE L’industrie a toujours joué un rôle important dans l’économie française. Ainsi, la reconstruction du pays après la deuxième guerre mondiale s’est faite à travers les grands chantiers de l’énergie et du transport, secteurs phares de l’industrie. Même si la part de l’industrie dans la richesse nationale baisse continuellement ces dernières décennies, elle reste toutefois déterminante sur un plan économique représentant 10% du PIB et employant 2,7 millions de salariés dans 235 000 entreprises générant 870 milliards de chiffre d’affaires1. Dans une démarche volontariste, la France s’est lancée dans la reconquête de son outil industriel pour contenir sa baisse et lui permettre de gagner de nouvelles parts de marché au niveau international. Les différentes actions menées par les pouvoirs publics et les structurations et organisations qu’elles génèrent mettent en évidence et en lumière la nécessité de développer les « bonnes compétences » pour les mettre au service des entreprises. Développement de compétences qui se fait à travers la formation sous toutes ses déclinaisons. Le concept d’industrie du futur, et sa déclinaison en usine du futur, est le résultat de l’appropriation par les entreprises du secteur industriel de la majeure partie des technologies liées à la digitalisation et au potentiel fabuleux qu’offre l’usage des données massives produites. Cette évolution génèrera à coup sûr quelques nouveaux métiers mais transformera, certainement progressivement, la majorité des métiers actuels amenant même la disparition de certains d’entre eux. Les principales technologies de l’industrie du futur ont été identifiées par différents cabinets internationaux de conseil en stratégie, comme Boston Consulting Group ou Roland Berger, et font l’objet de nombreux rapports et publications. Les insérer ou les renforcer dans les formations pour enseigner l’industrie du futur ne peut se faire qu’après les avoir explicitées, conçu des espaces adaptés à leur enseignement à travers des pédagogies appropriées. Les pédagogues, auteurs de ce livre, traitent des principales technologies de l’industrie du futur et de leur prise en compte dans les parcours de formation technique. Bélahcène Mazari Directeur Recherche et Innovation CESI 1 Direction Générale des Entreprises (DGE), Insee, Eurostat et Esane, 2015 ENSEIGNER L’INDUSTRIE DU FUTUR 4 SOMMAIRE PREFACE 3 INTRODUCTION - POURQUOI CE LIVRE BLANC ? 6 1. L’INDUSTRIE DU FUTUR 8 1.1. Au départ, le concept d’industrie 4.0 8 2.2. L’industrie du futur, un concept français plus global 9 1.2.1. La naissance du concept 9 1.2.2. Les piliers de l’industrie du futur 10 1.2.3. Les 9 solutions industrielles françaises 12 1.3. L’Alliance pour l’industrie du futur 13 1.4. De l’industrie du futur à l’usine du futur 14 1.5. Des visions nationales différentes 16 2. BRIQUES TECHNOLOGIQUES ET CAS D’USAGE 18 2.1. Nouveaux procédés et méthodes 18 2.1.1. Prototypage rapide 18 2.1.2. Fabrication additive métallique 20 2.1.3. Contrôles non destructifs 23 2.2. Modélisation et simulation 25 2.2.1. Modélisation multi-physique 25 2.2.2. Réalité virtuelle 26 2.2.3. Systèmes haptiques 28 2.2.4. Réalité augmentée 30 2.2.5. Jumeau numérique 31 2.3. Cyber systèmes 33 2.3.1. Robotique 33 2.3.2. Cobotique 33 2.3.3. Exosquelettes 34 2.3.4. Drones 35 2.3.5. Intégration pédagogique des cybersystèmes 36 2.4. Informatique 36 2.4.1. IoT, capteurs intelligents 37 2.4.2. Big Data 37 2.4.3. Intelligence artificielle 38 2.4.4. Cybersécurité, blockchain, cryptologie 39 2.4.5. Intégration pédagogique 39 2.5. Méthodes et management 40 2.5.1. Innovation 40 2.5.2. Management 42 2.5.3. Entrepreneuriat 43 2.5.4. Travail distant 44 ENSEIGNER L’INDUSTRIE DU FUTUR 5 3. L’EVOLUTION DES METIERS 48 3.1. La maintenance 48 3.1.1. Enjeux pour le métier 48 3.1.2. Objectifs pour le métier 49 3.1.3. Exemple d’application 50 3.2. La conception de systèmes complexes 50 3.2.1. Enjeux pour le métier 51 3.2.2. Objectifs pour le métier 51 3.3. La PLM (Project Lifecycle Management) 53 3.4. Qualité, hygiène, sécurité, environnement 53 3.4.1. Enjeux pour le métier 53 3.4.2. Objectifs pour le métier 54 3.5. La supply chain 55 3.5.1. Enjeux pour le métier 55 3.5.2. Objectifs pour le métier 56 3.6. Le bâtiment et les travaux publics 57 3.6.1. Enjeux de la filière [Etude AIF – Juin 2017] 57 3.6.2. Le BIM 58 3.6.3. Smart building 59 3.6.4. Evolutions des métiers 59 3.7. Les métiers du numérique et de l’informatique 62 3.8. Synthèse des cas d’usages briques technologiques / métiers 63 4. ADAPTER LA PEDAGOGIE 68 4.1. De nouveaux métiers, de nouvelles compétences 68 4.2. L’exemple de CESI : mise en œuvre en 4 volets 69 4.2.1. La recherche 70 4.2.2. Les plateformes technologiques 72 4.2.3. Pédagogies innovantes 75 4.2.4. De la compétence au syllabus 79 4.3. L’exemple de l’Ecole Nationale Supérieure d’Arts et Métiers : un lieu de construction unique de la connaissance et des compétences de l’acteur de l’industrie du futur 79 4.3.1. Un paradigme de formation articulé autour du triptyque Homme/Réel/Digital 80 4.3.2. Un écosystème Arts et Métiers pour le développement du paradigme Homme/Réel/Digital 82 BIBLIOGRAPHIE 85 ENSEIGNER L’INDUSTRIE DU FUTUR 6 INTRODUCTION - POURQUOI CE LIVRE BLANC ? L’industrie 4.0 et sa vision élargie, l’industrie du futur, sont devenues la réalité de nombreuses entreprises. La transition numérique révolutionne l’ensemble des pratiques du monde industriel, du grand groupe à la PME. Les technologies comme la réalité virtuelle et la réalité augmentée, les jumeaux numériques, la fabrication additive, s’intègrent désormais dans de nombreux processus de la conception à la commercialisation. De nouveaux métiers comme le Data Manager ou l’expert en cybersécurité apparaissent. Les pratiques managériales évoluent… Le monde industriel de demain est déjà là. Face à cette (r)évolution, les acteurs de la formation et de l’enseignement supérieur s’organisent. Former notamment des techniciens et des ingénieurs sur ces nouveaux champs devient un enjeu majeur non seulement pour le monde industriel qui les emploiera, mais aussi pour l’ensemble de la société. Ces changements profonds dans l’industrie soulèvent de nombreuses questions liées à la formation : • Quels contenus faut-il développer notamment en termes de compétences ? • Sur quels niveaux de formation l’effort doit-il se porter ? • Comment enseigner ? Les pédagogies doivent-elle évoluer ? • Quels équipements et infrastructures sont nécessaires pour enseigner ces nouveaux champs ? • Quel rôle les entreprises joueront-elles dans la formation de demain ? • Comment structurer l’offre de formation ? L’enseignement supérieur technique, technologique et scientifique apporte déjà des éléments de réponse en proposant des formations remarquables sur de nombreuses thématiques liées à l’industrie du futur. Le besoin de ces compétences est cependant tel qu’il est nécessaire de multiplier rapidement des parcours adaptés. Ce livre blanc, réalisé par l’Institut de la réindustrialisation en partenariat avec le projet DEFI&Co, propose un tour d’horizon de ces nouvelles technologies et de leur impact sur les processus des entreprises. Il permet également d’appréhender les nouveaux challenges que l’enseignement, quel que soit son niveau, devra relever. Cet ouvrage s’adresse à un public de pédagogues (enseignants, professeurs, chercheurs, intervenants...) amené à développer des parcours de formations liés à ces thématiques. ENSEIGNER L’INDUSTRIE DU FUTUR 7 ENSEIGNER L’INDUSTRIE DU FUTUR 8 1. L’INDUSTRIE DU FUTUR Le concept d’industrie du futur est intimement lié à la décroissance constante, depuis des décennies, de l’activité industrielle et l’image négative que celle-ci véhiculait. L’émergence de nouvelles technologies et le développement inexorable des outils numériques ont permis de théoriser l’avenir de l’industrie. Mais l’industrie du futur est un concept protéiforme aux contours qui peuvent varier selon les continents. 1.1. Au départ, le concept d’industrie 4.0 La dénomination industrie 4.0 est apparue en 2011 en Allemagne. Encouragée par le gouvernement et portée par des industriels tel que Bosch et Siemens, la « smart factory » ou « factory 4.0 » fait partie intégrante de ce qui est présenté comme une quatrième révolution industrielle après la mécanisation, la production de masse et l’automatisation. La part de l’industrie (hors construction) dans le PIB allemand atteignait 25,6% en 2017 alors qu’elle n’était que de 10% en France et 8,7% au Royaume-Uni. Le devenir de l’industrie est apparu comme un enjeu majeur pour l’économie allemande. Il est donc cohérent que ce pays ait été le premier à théoriser, sous le nom d’industrie 4.0, les bouleversements actuels et futurs de l’activité industrielle. L’industrie 4.0 trouve son socle dans la transition numérique. Le numérique a déjà révolutionné nos vies quotidiennes. Le développement exponentiel de nouveaux outils comme le téléphone portable ou la tablette numérique a radicalement changé les comportements. Nous pouvons désormais accéder à de nombreuses informations qui sont créées, transférées, analysées sous un format numérique où que l’on soit. Ce changement de comportement des individus est bien sûr transposable au monde de l’entreprise avec des applications directes, comme par exemple, le développement des progiciels CRM (Customer Relationship Management). L’essor des technologies numériques et de ses applications permet d’envisager des gains de compétitivité sur l’ensemble des processus d’une entreprise. Les habitudes de travail sont aussi impactées : les réunions se font à distance, les documents sont partagés sur des plateformes collaboratives, le télétravail se développe. L’intégralité des processus d’une entreprise industrielle va être révolutionnée par ces nouvelles technologies. L’industrie 4.0 concerne donc la numérisation de l’entreprise industrielle et de ses services. ENSEIGNER L’INDUSTRIE DU FUTUR 9 Intégrer l’industrie 4.0 : l’exemple de Bosch Rexroth uploads/Industriel/ livreblanc-colloque-enseignerl-usinedu-futur-2019.pdf