Avec Saphyr, la Nouvelle-Aquitaine fait briller l'un de ses bijoux 4.0 au Bourget

Dans le groupe des 65 entreprises régionales emmenées par la Région Nouvelle-Aquitaine au Salon international de l'aéronautique et de l'espace du Bourget, se trouvent des sociétés impliquées dans trois démonstrateurs technologiques innovants portés par le pôle de compétitivité néo-aquitain Alpha/Route des lasers et des hyperfréquences (Alpha-RLH), basé à Bordeaux, La Rochelle, Limoges et Pau. « Technologies photoniques robotisées pour la fabrication agile », « solutions intégrées dans les transparents aéronautiques », « système radar compact et léger intégrable sur drone (Doredo) » sont les trois démonstrateurs néo-aquitains présentés au Bourget dans le cadre de la démarche collaborative innovante Saphyr (Solutions photoniques et hyperfréquence pour l'aéronautique).

Le premier est porté par la société innovante VLM Robotics, à Mios (Gironde), qui emploie 26 personnes pour un chiffre d"affaires de 2,6 millions d'euros. Un démonstrateur qui n'est pas spécifiquement profilé pour le secteur aéronautique et spatial, mais qui se montre parfaitement adapté aux attentes de la filière aéronautique. Car il s'appuie sur l'alliance de deux entreprises aux technologies révolutionnaires, VLM Robotics et le groupe Amplitude, à Pessac (Bordeaux Métropole), qui emploie 450 salariés et distribue dans 40 pays pour un chiffre d'affaires qui était de près de 80 millions d'euros en 2019, semblent n'avoir quasiment pas de limites en termes de capacité de production. En plus d'Alpha-RLH, les deux entreprises interviennent en partenariat avec le centre technologique optique et lasers Alphanov, qui intègre la fibre laser au sein des robots de VLM Robotics, et le laboratoire IMS (intégration du matériau au système) de l'Université de Bordeaux, qui travaille sur le positionnement -au dixième de millimètre- des robots.

Plusieurs robots avec un seul cerveau

VLM Robotics se détache de la production classique grâce à son agilité industrielle, qui vient en particulier de la capacité qu'ont ses robots d'enchainer les uns aux autres -en un temps réduit- des modes de fabrication complètement différents. En passant par exemple de la production en série à une fabrication de type « personnalisation de masse ». Autrement-dit une production sur-mesure fabriquée en masse, caractéristique de l'industrie 4.0. Ceci grâce à des robots qui sont des machines-outils ultra sophistiquées capables en particulier de contrôler en temps réel la qualité de leur production et de corriger si nécessaire leurs paramètres de fabrication. Des robots qui sont par ailleurs pilotés par un cerveau unique.

« Nous sommes capables de personnaliser en très grande série. Grâce à la brique logicielle embarquée par nos robots, ces derniers peuvent assez facilement passer de la conception à la fabrication assistée par ordinateur. Nous pouvons piloter plusieurs robots avec un seul et même cerveau, qui est notre commande numérique. Cette dernière nous permet par exemple de synchroniser en temps réel les gestes potentiellement différents de deux robots, avec un écart de deux millisecondes entre eux », éclaire pour La Tribune Béatrice Rivalier, responsable recherche et développement et veille concurrentielle (« competitive intelligence ») à VLM Robotics, dont le fondateur et dirigeant est Philippe Verlet.

« La personnalisation de masse » : un symbole 4.0

Comme il l'a récemment précisé, avec l'industrie 4.0 l'activité industrielle sort d'un schéma classique axé sur les quantités produites et la productivité, pour s'orienter vers la recherche de plus-value. Un changement de modèle rendu possible par la capacité à répondre de façon industrielle à des besoins exclusifs via la personnalisation de masse. Les robots de l'ère 4.0 ne sont plus rangés en rangs d'oignon dans de grandes usines, comme au début des années 1980, mais au contraire installés dans des « cellules de manufacturing ». De petits ateliers qui fonctionnent avec un, voire deux ou trois robots.

Deuxième acteur clé du démonstrateur « technologies photoniques robotisées pour la fabrication agile », le groupe Amplitude, spécialiste des lasers femtoseconde, complète la panoplie révolutionnaire de ce nouveau Meccano industriel porté par Saphyr. Car c'est bien grâce au laser femtoseconde d'Amplitude, capable de délivrer une impulsion tous les milliardièmes (femto en grec) de seconde, que les robots de VLM Robotics peuvent s'adonner à la fabrication additive et faire « pousser » en quelques heures des pièces industrielles de grande taille en acier. Des pièces qui sont comme par miracle usinées au fur et à mesure qu'elles apparaissent : toujours grâce aux lasers femtoseconde d'Amplitude.

Milliardième de seconde : la 4e dimension d'Amplitude

Avec ses impulsions calibrées au milliardième de seconde, le laser développé par Amplitude peut découper la matière sans la faire chauffer, en utilisant très peu d'énergie grâce à la cadence infernale du nombre d'impulsions (invisibles à l'œil nu) délivrées à la seconde.

« Notre laser femtoseconde sert à usiner les pièces, avec un outil unique. Il ne s'agit pas d'un laser thermique. Le laser femtoseconde consomme un tout petit peu d'énergie. Le temps qui sépare deux impulsions est tellement court que l'on arrive à enlever de la matière sans la chauffer. C'est de l'usinage micrométrique. Au départ, en 2005, nos lasers consommaient un watt de puissance électrique et l'on pouvait s'en servir pour la chirurgie de la cataracte. La moitié de la population mondiale a été opérée des yeux grâce à nos lasers », recadre Agnès Mauléon, responsable générale de la communication du groupe Amplitude.

Des surfaces dotées de super-hydrophobie

Cette dernière précise qu'ensuite la puissance des lasers femtoseconde développée par Amplitude est passée à cinq watts, ouvrant sur la réparation des pixels des ampoules leds en cours de fabrication, puis à dix watts, 100 watts : avec la découpe à façon des smartphones pour y installer leurs cameras. Les lasers d'Amplitude ont découpé 70 % des smartphones équipés de caméras dans le monde, assure Agnès Mauléon. La puissance installée des lasers femtoseconde d'Amplitude a fini par grimper à un kilowatt... Une montée en puissance toute relative.... Sachant que les lasers de très forte puissance peuvent largement dépasser le pétawatt (1.000 milliards de kilowatts). Les responsables de VLM Robotics, d'Amplitude et du pôle de compétitivité Alpha-RLH n'ont pas fait le voyage au Bourget uniquement pour montrer leur savoir-faire hors du commun mais d'abord pour formuler des propositions et trouver des clients, en premier lieu dans l'aéronautique.

Capable de percer aussi bien le verre que des saphirs, le laser femtoseconde peut par exemple découper dans ces matières des roues crantées de taille infinitésimale ou de minuscules gabarits industriels. Ce laser peut également réaliser des marquages à l'intérieur de matériaux transparents, comme le verre d'une bouteille de parfum, ou traiter les matériaux eux-mêmes, en leur donnant des propriétés de super-hydrophobie (propriété physique qui empêche l'eau de mouiller une surface). Autrement-dit, et grâce au laser femtoseconde d'Amplitude, VLM Robotics est capable de réaliser des opérations de texturation de surface, qui permettent d'appliquer différents types de texture sur les matériaux choisis. Comme par exemple le traitement en peau de requin de l''enveloppe des turbines pour faciliter l'écoulement de l'air. Ou encore la texturation des ailes d'avion, inspirée de la structure d'une plante qui résiste au gel, pour éviter l'apparition de givre sur ces pièces aéronautiques stratégiques.