17
décembre
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Jumeau numérique et mobilité : lorsque les activités de recherche et d’enseignement s’auto-alimentent.

par Tejdani Mesbahi,

maître de conférences à l’INSA Strasbourg

Afin de favoriser la diffusion des thématiques liées à l’Industrie du futur dans les entreprises, la formation et la qualification universitaire des ingénieurs doivent être adaptées aux nouvelles exigences de l’approche interdisciplinaire. Afin de s’adapter à la révolution technologique actuelle le programme pédagogique de la formation par alternance en génie électrique à l’INSA Strasbourg évolue.

Depuis septembre 2017, Tedjani Mesbahi, maitre de conférences, déploie des enseignements spécifiques sur le thème de l’usine du futur en génie électrique par alternance. L’enseignement est délivré sous forme de cours et de TP en FIP GE4 et de projets en FIP GE5. Les outils numériques mis en œuvres, basés sur NX, permettent de virtualiser le système réel (jumeau numérique) et de faire interagir les systèmes virtuels et réels.

Chaque module NX offre davantage que les fonctions standards attendues des modules de FAO courants. Par exemple, la simulation intégrée de machine-outil est réalisée par le post-processeur NX plutôt que via la simple utilisation de données de trajectoires d’outils. Par conséquent, NX favorise un niveau supérieur de validation de programme directement au sein de son système de FAO. Cette solution software permet de répondre aux besoins d’une équipe travaillant simultanément sur la conception de mécanismes et d’automatismes.

La mise en œuvre du jumeau numérique (digital twin) permet de gagner en productivité en favorisant le travail collaboratif et le post-traitement. Il est possible d’utiliser les données issues du système réel, de tester et simuler des scénarios sur un jumeau numérique, avant de les mettre en œuvre sur le système réel. Ce double digital permet également une interaction multiple, comme un document commun que plusieurs acteurs pourraient éditer simultanément.

Dans le cadre de leur projet transversal, deux groups d’étudiants en 5e année de génie électrique par alternance (FIP GE5) de l’INSA Strasbourg ont eu à travailler sur la thématique des jumeaux numériques dans l’industrie du futur. Le premier sujet proposé par (M. Mesbahi & M. Mbarki) consiste à réaliser un digital twin  pour un  système de déplacement T3D (commande numérique 3 axes) en utilisant des outils numériques professionnels (NX MCD, SIMIT et TIA Portal).

Ce projet s’articule principalement autour de deux principaux composants, le jumeau numérique développé à l’aide du logiciel NX MCD et le système réel de déplacement T3D modifié et contrôlé via une carte Arduino par l’automate programmable industriel (API) de Siemens.

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Dans l’Industrie du futur, l’entrepôt et le transport se veulent la réduction de l’empreinte carbone et cherchent à améliorer leur efficacité énergétique, de la fabrication jusqu’à la livraison finale. Cela se traduit concrètement par des robots de production à alimentation propre qui s’éteignent lorsqu’ils ne sont pas utilisés, l’optimisation des circuits logistiques et des solutions de transport alternatives comme les véhicules électriques. Dans ce contexte, il est apparu opportun de créer un premier noyau d’activités de recherche dans le domaine de la gestion de l’énergie et de la mobilité électrique dans l’Industrie du futur à l’INSA Strasbourg.

Un projet de recherche autour de cette thématique a été proposé par deux enseignants chercheurs en génie électrique (Tedjani Mesbahi & Sylvain Durand)  dans le cadre des projets interne API – 2018 du laboratoire de recherche ICube. Ce projet de recherche veut démontrer l’intérêt d’une gestion d’énergie optimale dans la mobilité électrique en utilisant des sources de stockage hybride (batterie Li-ion, supercondensateurs, pile à combustible… ). Le cadre scientifique choisi concerne le développement de stratégies intelligentes pour la gestion de l’énergie embarquée dans les véhicules électriques.

Ce projet de recherche permettra également de renforcer les liens enseignement – recherche dans le cadre du projet chariot autonome intelligent et connecté développé en génie électrique par alternance. La première version est prévue pour janvier 2018. La structure générale du système est représentée ci-dessous (photo : Olivier Kopp, FIP GE5).

 

Crédits photos et vidéos : Tejdani Mesbahi, sauf mentions spéciales.

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