La simulation numérique pour une industrie durable

La simulation pour une industrie durable

CENIT-KEONYS, expert en technologies numériques dans l’industrie, organise son Innovation Day le 2 juin 2022 sur le thème : Sustainability & Digital Continuity. La simulation est un levier d’innovation pour aider les industriels à atteindre leurs objectifs de développement durable. Nous en discuterons à l’occasion d’un atelier qui lui sera dédié.

 

Les technologies numériques boostent l’innovation durable dans toutes les industries et tout au long de la chaine de valeur de la création d’un produit, du grand groupe à l’ensemble des acteurs de la sous-traitance.

La simulation est aujourd’hui résolument liée à la démarche de développement durable. Cette technologie, qui existe depuis de nombreuses années dans l’industrie pour anticiper le comportement des produits et des systèmes avant qu’ils ne soient créés et utilisés, joue et continuera de jouer un rôle capital dans la modernisation de l’industrie. Comment optimiser l’utilisation des ressources naturelles ? Comment utiliser de nouveaux matériaux plus respectueux de l’environnement ? Comment recourir à de nouvelles et meilleures méthodes de production telles que la fabrication additive ? La simulation multidisciplinaire revêt une dimension holistique pour représenter un produit qui évolue dans son environnement.

Nous étudierons comment la simulation dans différents domaines aide les industriels à atteindre leurs objectifs de développement durable. Nous avons interrogé nos experts, Dr. Daniel Vallicotti et Dr. Martin Küssner de CENIT, qui vous livrent les grandes lignes des bénéfices de la simulation.

 


 

Sur quels axes la simulation génère-t-elle de l’innovation dans une démarche de développement durable ?

MK : Le principal impact de la simulation est l’évaluation prédictive du cycle de vie. Si, jusqu’à présent, la simulation a surtout été utilisée pour la vérification et la validation, le champ d’application de la simulation est aujourd’hui plus vaste. Ce n’est pas seulement l’intégrité structurelle qui compte, mais aussi l’impact écologique ou l’élimination après la fin de vie qui doivent être pris en compte. Par exemple : Comment créer des produits faciles à démonter et à recycler après leur utilisation ?

 

Qu’est-ce qui est le plus marquant dans la simulation et pourquoi parle-t-on d’une vision holistique ?

MK : Aujourd’hui, la simulation n’est plus une discipline isolée mais s’intègre parfaitement dans le  processus de création de valeur. La simulation accompagne l’ensemble du cycle de vie du produit et met en œuvre des boucles de rétroaction constantes avec les autres disciplines.

DV : Cela signifie qu’elle va bien au-delà de l’approche classique consistant à valider les exigences des produits dans un environnement virtuel. Il s’agit d’un outil permettant de prévoir les processus de production, de livraison, d’utilisation et de recyclage, ce qui peut ainsi considérablement contribuer à l’évaluation de l’empreinte écologique des produits.

 

Pourriez-vous illustrer ces avantages avec un exemple industriel concret ?

MK : Le nombre d’accidents de la route mortels a diminué de façon spectaculaire au cours des 50 dernières années dans le monde industrialisé, malgré l’augmentation du trafic. Les voitures sont devenues beaucoup plus sûres grâce aux dizaines de milliers de prototypes virtuels qui permettent d’optimiser la conception du véhicule avant de procéder au premier test physique de la présérie. Il serait impossible d’effectuer autant de tests avec des voitures physiques – c’est bien grâce à la simulation que des vies sont sauvées chaque jour.

DV : La tendance actuelle qui consiste à réduire les coûts de production et l’utilisation des matériaux tout en maintenant les normes de qualité élevées est particulièrement pertinente chez les équipementiers automobiles. Ils doivent faire preuve d’innovation dans leur processus de conception et évaluer l’utilisation de nouveaux matériaux ou la modification  topologique des pièces pour atteindre leurs objectifs. Les domaines de la simulation multidisciplinaire permettent aux designers d’innover bien au-delà de leur approche habituelle et de créer des formes qui, à première vue, semblent peu intuitives.

 

Comment les jumeaux numériques s’intègrent-ils dans l’évolution des méthodes de conception et de fabrication ?

MK : Il existe des méthodes de production, comme le laminage à chaud de l’acier, utilisées depuis des décennies par des personnes qui peuvent prévoir le résultat de la production avec une précision étonnante. Mais les méthodes de production modernes, comme la fabrication additive, ne permettent pas une évaluation intuitive. La fabrication additive, en termes de méthode de production et de validation de la conception, serait impossible sans la simulation.

DV: En outre, la CAO permet de concevoir des produits de forme parfaite avec des fonctionnalités positionnées avec précision. Dans l’atelier de production, c’est une toute autre histoire. Les imperfections sont la norme. La simulation basée sur les jumeaux numériques peut révéler ces imperfections et aider les concepteurs à comprendre et à prendre en compte les difficultés rencontrées par leurs collègues lors de la production des pièces.

 

Quelles sont les prochaines étapes de la simulation dans l’industrie ?

MK: Il ne fait aucun doute que la simulation sera présente dans l’Internet des objets. Si la « démocratisation de la simulation », souvent évoquée, est déjà en marche, la simulation automatisée est la prochaine grande étape, il s’agit du  « jumeau numérique exécutable ». Anticiper le comportement au volant à partir de la simulation en temps réel dans chaque voiture n’est plus un rêve. Il en est de même pour des mesures correctives automatisées dans une usine de production si des mesures physiques détectent des propriétés anormales. Nous pouvons continuer à rêver car l’heure de gloire de la simulation est encore à venir !

DV: Pour y arriver, Il est crucial d’associer les différents domaines de simulation existants. Cela ne se limite pas à tout ce qui est lié à la méthode des éléments finis mais aussi à d’autres domaines tels que la tolérance ou la simulation d’usine. Aller au-delà des frontières entre les domaines est l’une des tâches majeures à accomplir pour réaliser des cycles de simulation plus complets.

 

Et d’un point de vue plus personnel, qu’évoque pour vous le développement durable ?

MK: La démarche de développement durable consiste à réduire l’empreinte que notre mode de vie laisse dans la nature, afin de permettre aux générations futures de continuer à bénéficier d’une eau propre et d’un air sain.

DV: Et tout cela en préservant ce qui reste de la variété et de la beauté de la nature.

 

Sur quels axes, pouvons-nous concrètement agir dans notre vie de citoyen/consommateur?

MK: C’est une question difficile. Notre mode de vie continue de laisser plus d’empreintes que nous ne le souhaiterions. Il ne s’agit pas de devenir un ermite mais de commencer un processus vers une utilisation plus consciente des ressources. Respecter les individus et la nature est déjà une démarche vertueuse.

DV : Parfois, il suffit simplement d’être ouvert au changement même si cela a des répercussions inconfortables sur notre mode de vie actuel.

 

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