Derrière le prénom, se cache « Assembly Lines in Circulation ». Le projet européen ALICIA est porté par l’université technique de Munich et rassemble 12 partenaires industriels et scientifiques dont IMT Atlantique. Son objectif : favoriser la circulation des lignes de production dans les usines européennes, grâce à des outils numériques. L’idée est de réduire le remplacement des machines par du neuf et d’inciter à l’utilisation de matériel de seconde main.

Dans le monde de l’industrie, l’outil de production est central, et souvent le principal investissement. Les coûts croissants associés à l’énergie, au transport et aux matières premières contribuent à faire évoluer les entreprises. Parfois, sous la contrainte, certaines choisissent d’investir dans des machines moins énergivores, de réduire leurs approvisionnements ou de trouver des matières alternatives locales. En extrapolant les tendances sur une consommation plus circulaire, ne pourrait-on pas imaginer des lignes de production optimisées pour prolonger leur durée d’usage au maximum ou bien utilisées en seconde main sur d’autres sites industriels ? Le marché de seconde main pour l’équipement industriel n’est pas nouveau mais aujourd’hui, le marché grossit, et beaucoup de matériels sont disponibles. C’est là que le projet ALICIA intervient, en développant des outils numériques pour soutenir l’économie circulaire des lignes de production. Démarré en janvier 2023 pour une durée de trois ans et un coût de 5,8 millions d’euros, le projet s’inscrit dans le cadre d’un appel à projets du programme Horizon Europe. Les cas d’usage sont essentiellement centrés sur l’industrie automobile, du fait de la participation d’industriels du secteur, dont Continental et Comau. Ce projet reprend par ailleurs un des axes de travail du projet Horizon 2020, ASSISTANT, autour de la planification des processus industriels. Des objectifs de durabilité y ont été ajoutés pour s’appliquer à l’achat d’équipements de seconde main.

Faire durer les installations

La plupart des pièces de machines utilisées dans la production – telles que les bras de robots ou les convoyeurs – n’atteignent pas leur durée de vie maximale. Elles sont au mieux revendues en pièces détachées ou recyclées dans la filière des métaux. Selon les estimations, jusqu’à 70 % des équipements de production de l’industrie automobile sont mis hors service prématurément. Non seulement ce n’est pas rentable, mais ce n’est pas non plus durable, en terme d’impact carbone et de consommation des ressources. A travers la mise en œuvre d’un écosystème de fabrication circulaire, les industriels pourraient non seulement réduire leurs dépenses mais aussi leur empreinte environnementale. « Beaucoup de ressources de production et d’outils industriels sont jetés à la poubelle avant leur fin de vie, alors qu’un équipement peut durer jusqu’à 20 ans » pointe Simon Thevenin, chef de projet en recherche opérationnelle chez IMT Atlantique, partenaire français du projet.

Une ligne d’assemblage est un ensemble de stations auxquelles sont affectées des ressources. Le produit à fabriquer se déplace d’une station à une autre jusqu’à sa finalisation. En fonction des industries, une ligne peut aller d’une vingtaine de tâches à 500, voire 1 000 tâches (pour l’assemblage d’une voiture par exemple). Classiquement, une ligne est élaborée selon le produit à fabriquer, et reste fixe pendant une génération (de six mois, un an…). L’objectif de l’équipe scientifique française est de développer des outils qui vont déterminer quels équipements placer à chaque station, s’il faut les acheter neuf ou de seconde main, à quel moment les remplacer, s’il faut attendre leur fin de vie ou les remplacer par une nouvelle technologie plus efficace, etc. « Cela implique de prendre en compte l’ensemble du cycle de vie de la ligne, et d’imaginer comment les produits fabriqués dans le présent vont évoluer dans le futur », explique le chercheur. Des prestataires de services seront également intégrés au processus, tels que des entreprises du reconditionnement ou du recyclage.

Briques de logiciels

Cet écosystème de fabrication circulaire (CME) est composé de plusieurs briques de logiciels. La première consiste à analyser et identifier les besoins en ressources de la nouvelle ligne. Une e-plateforme, développée pour le projet, va cataloguer les équipements d’occasion issues d’autres usines européennes. Ils seront mis en balance avec les actifs de production déjà en place dans l’entreprise commanditaire, et les appareils neufs, commandables aux fabricants. Un outil d’appariement intelligent développé par IMT Atlantique, l’AI-Matchmaking Engine, viendra ensuite faire le lien entre les besoins de l’usine et les ressources disponibles, neuves ou d’occasion.

La future ligne d’assemblage sera simulée numériquement par un outil appelé Digital Shadow (trace numérique). Cela permettra au commanditaire de visualiser sa ligne et, à partir de là, de décider d’acquérir, ou non, des équipements de seconde main. Le cas échéant, un intergiciel (un logiciel tiers utilisé pour faire communiquer différentes applications informatiques entre elles), appelé Plug & Produce, facilitera la mise en service des équipements dans la ligne d’assemblage grâce à un jumeau numérique (Digital Twins), sorte d’image virtuelle d’un système existant. Il est alimenté en temps réel par les données de production provenant des capteurs de la machine et d’autres sources. Dans ce processus, la maison de vente aux enchères industrielles de machines d’occasion Surplex, partenaire du projet, facilitera le processus de médiation entre les installations d’usine existantes et d’occasion.

Tester l’outil

Le logiciel développé par IMT sera capable, à partir des données d’entrées (stations, tâches, ressources), de sortir des propositions pour une ligne d’assemblage optimisée, incluant le remplacement, lorsqu’un équipement est détérioré, par une ressource en meilleur état issue de la place de marché. « Nous avons livré une première version de notre outil de conception de ligne d’assemblage, et nous commençons l’évaluation de cet outil sur les deux cas d’usage du projet chez COMAU et CONTI. Cette phase d’évaluation va durer jusqu’en décembre 2025 », selon Simon Thevenin. D’ici cinq à dix ans, on peut tout à fait imaginer que des lignes de production entières, des machines individuelles et des pièces de rechange seront négociées et réutilisées entre les différentes usines en Europe jusqu’à ce que leur durée de vie soit exploitée au maximum. Les responsables de la production pourront ainsi acquérir une installation d’occasion jusqu’à 40 % plus rapidement (peu de délai d’attente) et au moins deux fois moins cher que s’ils en faisaient installer une nouvelle. En exploitant au maximum la durée de vie de la machine, la consommation de matériaux et d’énergie peut être aussi réduite de 80 % par rapport à une machine neuve.

* Les douze partenaires

Université technique de Munich (Allemagne) – coordinateur du projet ; Comau S.p.A. (Italie) ; Conti Temic microelectronic GmbH (Allemagne) ; DIN (Institut allemand de normalisation) ; ECI-Mechatronics GmbH (Autriche) ; INTRASOFT International S.A. (Luxembourg) ; Institut Mines-Télécom (IMT) (France) ; Laboratoire de systèmes de fabrication et d’automatisation à l’université de Patras (Grèce) ; mts Consulting & Engineering GmbH (Allemagne) ; Surplex Iberica SLU (Espagne) ; Université technique de Graz (Autriche) ; YAGHMA B.V. (Pays-Bas)

Crédit : ALICIA Circular Manufacturing Ecosystem, Pixabay

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