Pictures of the Future

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Pictures of the Future
Le Magazine de la Recherche et de l’Innovation | Hiver 2008
www.siemens.com/pof
www.siemens.com/pof
PUBLICATION ORIGINALE :
Edité par : Siemens AG
Corporate Communications (CC) et Corporate Technology (CT)
Wittelsbacherplatz 2, 80333 Munich (Allemagne)
Dr. Ulrich Eberl (CC), Arthur F. Pease (CT)
[email protected] (tél. +49 89 636 33246)
[email protected] (tél. +49 89 636 48824)
Comité de rédaction :
Dr. Ulrich Eberl (ue), rédacteur en chef
Arthur F. Pease (afp), directeur de publication
Dr. Norbert Aschenbrenner (na), direction de la rédaction
Sebastian Webel (sw)
Ulricke Zechbauer (uz)
Ont également participé à ce numéro : Andrea Hoferichter,
Michael Lang, Bernd Müller, Werner Pluta, Dr. Evdoxia Tsakiridou,
Nikola Wohllaib.
Edition graphique : Judith Egelhof, Irene Kern, Jürgen Winzeck,
Publicis Munich
Photographie : Kurt Bauer, Natalie Behring, Thomas Langer,
Andreas Messner, Bernd Müller, Norbert Michalke, Ruppert Oberhäuser,
Andreas Pohlmann, Karsten Schöne, Marc Steinmetz, Volker Steger,
Jürgen Winzeck
Internet (www.siemens.com/pof) : Volkmar Dimpfl
Informations historiques : Dr. Franck Wittendorfer,
Siemens Corporate Archives
Base de données : Susan Süß, Publicis Erlangen
Directeur artistique / lithographie : Rigo Ratschke, Büro Seufferle,
Stuttgart
Illustrations : Natascha Römer, Stuttgart
Infographie : Jochen Haller, Büro Seufferle, Stuttgart
Crédits photographiques : Universitätsklinikum Heidelberg (p. 4 et 5),
travelstock44.de / Jürgen Held (p. 34).
Les droits de Copyright relatifs aux autres photographies appartiennent
à Siemens AG.
Optimiser
le parcours
de traitement
Pictures of the Future, syngo, PlantCalc, NX, Teamcenter, Tecnomatix
et d'autres dénominations sont des marques déposées par Siemens AG.
Les autres dénominations commerciales et noms de produits
mentionnés dans ce magazine peuvent être des marques déposées
sur lesquelles les sociétés dépositaires ont un droit de propriété.
Les médecins auront plus de temps
à consacrer aux patients
Le contenu éditorial des articles de cette publication ne reflète pas
nécessairement l'opinion de l'éditeur. Ce magazine contient des visions
du futur dont l'exactitude ne peut en aucun cas être garantie
par Siemens.
Pictures of the Future est une parution semestrielle.
VERSION FRANÇAISE :
www.siemens.fr
ISSN : 1777-1439
© 2007 par Siemens AG. Tous droits réservés
Référence : SIECC-POF-F-006
Adaptation : Siemens SAS - Direction de la communication
9, boulevard Finot - 93527 Saint-Denis Cedex 2
Directeur de la publication : Philippe Carli
Coordination : Valérie Rassel
Traduction : Ticero
Réalisation : DBA Créations
Impression : Imprimerie Comelli - Avenue des Deux Lacs Z.A. Courtabœuf 7 - 91140 Villejust
Une technologie
dans le vent
Forme aérodynamique optimale
et robustesse à toute épreuve
Le monde virtuel
de la production
Optimiser la conception et la fabrication des produits
Pictures of the Future | Editorial
F
ace à la demande croissante en
électricité et compte tenu des défis
à relever pour préserver notre
environnement, le secteur de l’énergie
occupe aujourd’hui une place hautement
stratégique.
Comment donner à la planète toute
l’énergie dont elle a besoin sans nuire
à notre environnement ? C’est l’une des
questions à laquelle Siemens s’applique
à répondre à travers ses innovations.
« Siemens répond aux questions essentielles
de notre temps grâce à sa capacité à innover »
Philippe Carli
Président de Siemens France
Couverture : « L'usine intelligente »
fournit les outils nécessaires
à la fusion du monde réel et du monde
virtuel de la production.
Ici dans le laboratoire de réalité
virtuelle de Siemens Transportation
à Krefeld, en Allemagne.
2
Pictures of the Future | Hiver 2008
Signe des temps et de cette priorité, notre
groupe livre en ce début 2008 ses
premières turbines en France à l’opérateur
d’énergie Poweo pour équiper la première
centrale française à cycle combiné. Siemens
équipera, d’ici cet été, de 11 éoliennes
nouvelle génération, un parc pour Eolfi.
Sans oublier le contrat remporté fin 2007
avec Endesa France pour construire sa
future centrale à cycle combiné Emile
Huchet, dans l’Est, d’ici 2010.
Ce nouveau numéro de Pictures of the
Future consacre également une large place
à l’optimisation des outils de production
pour les rendre plus flexibles, moins
coûteux et plus efficaces au plan énergétique. Pour répondre aux enjeux de la
mondialisation, le groupe Siemens a fait
l’acquisition, en janvier 2007, de l’Américain
UGS et se hisse ainsi aux premières places
mondiales des fournisseurs de logiciels et
services de gestion de cycle de vie des
produits (Product Lifecycle Management).
Vous découvrirez ainsi comment Siemens
offre de nouvelles perspectives extraordinaires
en liant, pour la première fois, la planification
et la simulation des grandes étapes de la
production dès le stade de la conception du
produit. Un voyage au cœur d’un monde
où le réel et le virtuel sont de plus en plus
imbriqués.
Nous espérons que la lecture de ce
magazine contribuera à vous apporter
plaisir et matière à réflexion.
Pictures of the Future | Sommaire
Sommaire
Usines
du futur
07
09
12
15
16
Scénario 2020
Vraiment réaliste
Tendances
Du nouveau dans le monde virtuel
UGS et Siemens
Au cœur d’un monde unifié
Présent et futur
Zoom sur le marché
des automatismes
Technologies d’économie
d’énergie
De la théorie à la pratique
Matériaux pour
l’environnement
19
21
24
27
Scénario 2020
Invisibles révolutions
Turbines éoliennes
Une technologie dans le vent
Optimiser les aubes de turbine
Toujours plus chaud
Éclairage
L’électroluminescence sous les feux
de la rampe
Solutions de
communication
de demain
29
31
34
36
38
Scénario 2015
Un conseil piquant
Le quotidien en réseau
Bienvenue dans la maison
intelligente
Gestion des centrales
Énergie en réseau
Santé
Des données toujours disponibles
Sécurité
Siemens contre-attaque
Focus
Optimiser le parcours de traitement
Issue du développement d’environnements industriels, la simulation
des flux opérationnels se met au service d’un centre d’hadronthérapie.
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Pictures of the Future | Focus
Un centre de thérapie par particules (à droite) est un système complexe conçu pour
éliminer les tumeurs de façon précise. Sa configuration et ses flux opérationnels sont
simulés afin d’optimiser le traitement (à gauche).
Optimiser le parcours
de traitement
En 2008, le centre de thérapie par ions lourds d’Heidelberg accueillera ses premiers
malades du cancer. Siemens a configuré l’installation et optimisé ses flux
opérationnels en exploitant les techniques de simulation utilisées dans la conception
de processus de fabrication industriels.
À
première vue, les usines et les hôpitaux
n’ont pas grand-chose en commun. Et
pourtant, ce sont tous deux des systèmes complexes qui se doivent d’être rapides et efficaces.
Le département de médecine de l’Université
d’Heidelberg a confié à Siemens la réalisation
d’un nouveau centre de thérapie par ions
lourds. Siemens a mis à profit son expertise de
la simulation et de l’optimisation des systèmes
d’automatisation pour visualiser la configuration et le flux opérationnel.
Ce centre, qui ouvrira ses portes courant 2008,
sera spécialisé dans le traitement des tumeurs
pour lesquelles l’opération chirurgicale s’avère
trop complexe ou trop risquée. Un accélérateur
de particules irradiera alors les tumeurs d’ions
carbones. Les particules pénétreront le corps
du patient et détruiront les tumeurs de façon
extrêmement précise et sans endommager de
manière irrévocable les tissus voisins.
Cette forme de thérapie a été développée et
testée par le GSI (Gesellschaft für Schwerionenforschung), un institut de recherche allemand
sur les ions lourds. Le GSI dont la mission principale est scientifique et non commerciale,
4
s’appuie sur le partenariat industriel développé
avec Siemens. En 2003, Siemens a acheté au
GSI et au Centre de recherche allemand sur le
cancer (DKFZ) d’importants brevets portant sur
la thérapie par ions lourds, puis a déployé des
efforts considérables pour que cette technique
soit commercialisable.
Siemens a fournit au centre d’Heidelberg toute
la technologie de l’environnement patient,
incluant les équipements de guidage du faisceau ionique le positionnement patient jusqu’au contrôle du traitement. C’est-à-dire « tout
ce qui intervient après la sortie de l’accélérateur », déclare Klaus Staab, chef de projet du
centre. À l’exception du bâtiment lui-même,
Siemens est également en charge de l’ensemble des installations du centre de thérapie
RhönKlinikum de Marbourg, en Allemagne, intégrant son accélérateur de particules.
Explorer de nouveaux terrains. Si les chercheurs du GSI ont déjà démontré que la nouvelle thérapie offrait les résultats escomptés,
« il manque encore le retour d’expérience comme par exemple les conséquences des différen-
tes phases de traitement individualisé sur le
fonctionnement du centre dans son ensemble», indique Thomas Lepel de Siemens Corporate Technology (CT). La thérapie par particules
est un élément complètement nouveau dans le
parcours de soins, c’est pour cela que Thomas
Lepel et ses collègues ont développé une simulation décrivant l’ensemble du flux opérationnel pour un centre de thérapie par particules,
permettant d’analyser l’impact des exigences
lié au parcours du patient et les coûts d’exploitation de l’établissement.
Le coût du projet s’élève à près de 150 M€ :
100 M€ pour l’unité d’irradiation et environ
50 M€ pour l’infrastructure, selon son niveau
d’équipement. Le flux opérationnel patient devrait donc jouer un rôle décisif dans l’équilibre
économique du centre. Ce dernier devrait accueillir 1300 patients par an, dont les traitements seraient financés à part égale par la région et le gouvernement. Une clinique ou un
établissement privé serait dans l’obligation de
traiter au moins 2000 patients chaque année
pour rentabiliser l’installation. Mais il convient
également de tenir compte des près de 20 000 €
Les ions sont accélérés pour atteindre 60 % de la vitesse de la lumière, stockés dans un synchrotron.
par patient versés par les assurances maladie,
ce qui correspond à l’accord établi entre le centre médical d’Heidelberg et les assureurs.
Par ailleurs, les études cliniques ont démontré
que cette nouvelle thérapie limitait sensiblement
la réapparition de certaines tumeurs. D’après
Konstanze Gunzert-Marx, Directrice des ventes
chez Siemens Medical Solutions à Erlangen,
la thérapie par particules a tout pour réussir.
« L’extrapolation du nombre de nouveaux cancers détectés atteste de la viabilité de ce type
de centre dans un bassin de huit à dix millions
de personnes », précise-t-elle.
Simulation des traitements. Ce constat se
confirme dans le business plan du centre de
soins, qui prend en compte les coûts d’investissement et d’exploitation, ainsi que les paie-
de Siemens optimise le taux d’occupation des
salles, ainsi que l’utilisation du faisceau ionique. Ce système ne réduit pas seulement les
coûts, mais également le temps d’attente. Pour
chacune des trois salles de traitement, par
exemple, un patient est préparé et immobilisé
sur une table à l’extérieur de la salle, pendant
qu’un autre patient est traité.
Si la préparation d’un malade s’annonce plus
longue que prévu, un autre patient peut prendre sa place. La préparation et le traitement s’intègrent de manière transparente, ce qui limite
la durée moyenne du processus à moins de
30 minutes par patient. Comme l’indique la simulation de Thomas Lepel, ce processus – et
donc le parcours de traitement patient – est
optimisé dans une configuration à trois ou quatre salles de traitement.
La rentabilité n’est pas le seul atout : les médecins
auront plus de temps à consacrer aux patients.
Medical Cyclotron de Boston et le Midwest
Proton Radiotherapy Institute de Bloomington,
dans l’Indiana, et posé une seule et même
question : de quoi les médecins et leurs patients ont-ils réellement besoin ? Les réponses
ont révélé que la simulation réalisée par scanner était proche de la solution idéale.
« Lorsqu’il s’agit de prendre en compte un système dans son ensemble, ainsi que l’analyse de
son flux opérationnel, Siemens a sans conteste
une longueur d’avance », soutient Konstanze
Gunzert-Marx. D’autres fournisseurs tentent de
développer des dispositifs similaires, avec un
processus intégré pour la thérapie par particules, mais aucun n’offre un tel niveau de flexibilité et d’intégration.
Le système créé par Siemens – unique en son
genre – a été conçu pour plusieurs types de
particules. Outre les ions carbones, oxygène et
les protons, les noyaux d’hydrogène peuvent
également être utilisés dans le système du centre d’Heidelberg, ce qui s’avère un réel atout
pour les projets du monde entier. D’autres centres d’hadronthérapie devraient voir le jour dans
les années à venir.
Bernd Müller
Un premier centre
d’hadronthérapie
en France
En 2005, le gouvernement annonce
ments des assurances maladie. Pour calculer
la rentabilité du centre, le parcours de traitement du patient a été simulé et automatiquement optimisé. « Fondamentalement, nous
mettons en application ce que nous avons appris de l’analyse des processus de production »,
explique Thomas Lepel. Ainsi, la simulation distingue les types de tumeurs et prend en compte les temps de préparation correspondants.
Considérer un patient qui souffre comme l’élément d’un processus peut paraître cruel, mais
les développeurs de Siemens ont intégré ces
classifications dans leur simulation afin d’aboutir à un système de contrôle des traitements
qui optimise le flux opérationnel tout en tenant
compte des besoins individuels des malades.
« Notre système permet aux médecins et au personnel médical de consacrer davantage de temps
aux patients », insiste Konstanze Gunzert-Marx.
Au lieu de se focaliser sur le faisceau ionique de
l’accélérateur, le radiothérapeute peut se
concentrer sur le malade.
Grâce aux données patient d’un système d’information oncologique, le Schedule Optimizer
Le rôle des robots. Une usine de production
ne peut être efficace que si ses processus sont
coordonnés. Il en va de même pour les hôpitaux. C’est pourquoi Siemens Med a développé
une table de traitement high-tech en fibre de
carbone à la fois robuste et légère. Cette table,
qui permet de préparer les patients en dehors
des salles de soins, convient aussi bien au scanner de simulation qu’au traitement par ion luimême. Une fois le patient immobilisé, un bras
robotisé saisit la table et la place automatiquement dans la bonne position. Le système de positionnement du patient peut également être
utilisé pour les scanners, facilitant et améliorant
la précision de la dosimétrie. De plus, il est compatible avec les équipements classiques de
radiothérapie et de diagnostic, répondant ainsi
aux attentes d’un nombre croissant de cliniques
en matière de solutions polyvalentes pour le
transport et le positionnement des patients.
Les développeurs chez Siemens ont recensé les
attentes des hôpitaux et cliniques en interrogeant des médecins et des directeurs d’établissements. Ils ont notamment visité le Harvard
sa volonté de créer dans le cadre du plan
cancer, un centre d’hadronthérapie pour
le traitement du cancer.
Lyon, proche du cancéropôle Rhône-AlpesAuvergne, a été choisie pour accueillir
ce premier centre français en hadronthérapie.
Le centre Etoile constituera l’aboutissement
d’une longue évolution technique et médicale
des traitements anticancéreux. Il s’inscrit dans
la continuité de projets similaires déjà réalisés
ou en passe de l’être en Europe (Allemagne,
Italie et Autriche) et au Japon. Il s’agit d’un
centre de traitement du cancer par
hadronthérapie (par ion carbone, par proton
voire d’autres ions positifs) et des activités
associées qui en découlent. L’appel à
candidature a été publié début février. Siemens
fera acte de candidature dans le cadre de la
conception, le financement, la construction,
l’entretien, la maintenance, l’exploitation
technique et la gestion technique du centre
Etoile le tout réalisé dans le cadre d'un contrat
de partenariat public-privé.
5
Usines du futur | Scénario 2020
Panorama
09
Du nouveau
dans le monde virtuel
Transposer des produits virtuels
dans le monde réel reste un défi.
Siemens est en passe de le relever,
ouvrant la voie à une multitude
de possibilités.
12
Le rachat d’UGS par Siemens
a donné à la Division Automation
and Drives les outils pour fusionner
le monde réel et le monde virtuel
de la production.
16
Regard sur les objectifs et résultats
que s’est fixés Siemens dans
le cadre de son programme
interne d’efficacité énergétique.
2020
Une entreprise spécialisée dans les prototypes
virtuels de produits et de processus
de production s’est vu confier la conception
d’un siège automobile capable de se
transformer en véhicule autonome.
En collaboration étroite avec le client,
les fabricants et les fournisseurs,
les ingénieurs créent et testent virtuellement
chaque détail du produit et de sa chaîne
de montage jusqu’à ce qu’il soit prêt
à être transposé dans la réalité.
6
Vraiment réaliste
D’ici 2020, les fabricants pourront faire de leurs idées
une réalité en une fraction de seconde. Les produits les
plus complexes et leurs processus de production seront
conçus et testés virtuellement dans les moindres détails.
L
a devise de notre PME de simulations
industrielles est on ne peut plus simple :
« Tout ce qui peut être décrit peut être conçu ».
Il y a deux mois, un constructeur automobile
nous a contactés pour un projet bien ambitieux :
un siège robotisé capable de s’extraire du
véhicule, puis de transporter son occupant où
bon lui semble, que ce soit dans les rayons
d’un supermarché ou jusqu’au comptoir d’un
aéroport. Commandé vocalement, par Internet
7
Usines du futur | Scénario 2020
| Tendances
L’environnement virtuel permet de visualiser
et de tester les futurs processus de production
ainsi que les produits.
ou par le biais d’une manette, le siège devait
pouvoir parcourir une quinzaine de kilomètres
avant de revenir de lui-même au véhicule ou de
suivre d’autres itinéraires. Délai : 60 jours pour
un prototype virtuel compatible avec une mise
en production.
Lorsque mon patron m’a demandé de me
charger du projet, je suis resté bouche bée.
Nos ingénieurs étaient en déplacement
à Dubaï, Londres... La routine, quoi ! Dans
notre base de données de projets en ligne, j’ai
créé le fichier « XtraSit » répertoriant toutes les
spécifications du client, ainsi que des modèles
interactifs en 3D des véhicules pouvant être
équipés de ce siège.
À peine le fichier avait-il été activé qu’un
programme se mettait automatiquement
à parcourir toutes les bases de données de
nos fournisseurs à la recherche de pneus luminescents autogonflants ou encore de freins
de scooter spéciaux à coin d’écartement. En
quelques minutes, une liste de composants
potentiels, accompagnés de leurs caractéristiques, prix, disponibilité, dates de livraison et
modèles interactifs en 3D, avait été dressée.
Ces informations et les données collectées par
chaque équipe ont été instantanément mises
à la disposition de tous de manière interactive
via un réseau sécurisé.
Ingénieurs mécaniciens, ingénieurs électriciens,
experts en logiciels et automatisation et, bien
sûr, responsables de la planification de la
production se sont alors attaqués à la phase de
conception. Un programme mécatronique
intégrait en temps réel les données de ces
spécialistes à un objet fonctionnel holistique.
Dès lors qu’ils modifiaient la moindre ligne
de code, les techniciens travaillant sur les
systèmes mécaniques et électriques pouvaient
en constater immédiatement la répercussion
sur leur travail.
Évidemment, nous disposions déjà de la plupart
des composants : n’importe quel caddie de
supermarché était déjà équipé des éléments de
vision, de radar et de navigation nécessaires.
Mais dans les aéroports, c’était une autre
histoire. Notre client souhaitait que les utilisateurs de son XtraSit puissent passer les
contrôles de sécurité par ondes millimétriques
sans s’arrêter. Toutes les pièces devaient
donc être transparentes aux ondes, c’est-à-dire
composées de matériaux bioplastiques, composites, etc…
À mesure que la conception du prototype
virtuel progressait, des programmes mettaient
automatiquement au point le processus de
production virtuel qui servirait à le fabriquer.
Chaque ingénieur pouvait afficher sur son
écran, puis organiser, les modèles numériques
fonctionnels photo-réalistes des pistolets de
8
soudage et bras robotisés, accompagnés de
leurs spécifications matérielles et logicielles.
Les responsables de la planification de la production vérifiaient, quant à eux, l’adéquation
entre les suggestions faites par les programmes
et les besoins énergétiques de l’usine, le calendrier, les coûts, l’entretien et la gestion du cycle
de vie du produit. Les designers s’appuyaient
sur des programmes experts pour analyser les
simulations de la chaîne de production du siège
et ainsi choisir les machines et logiciels les
mieux adaptés au processus global et offrant la
solution la plus durable pour le client.
Les fabricants des machines de production et
les fournisseurs de pièces ont également pris
part au processus. Des buses de pulvérisation
de revêtements autonettoyants aux contrôles
optiques des surfaces usinées en passant par
l’analyse des niveaux sonores des minimoteurs, chaque entreprise a optimisé les
pièces ou programmes en exploitant notre
fichier centralisé, en réalisant des simulations
et en mettant à jour ses données pour les
rendre parfaitement transposables dans la
réalité. Par ailleurs, toutes les pièces devaient
être recyclables, et la moindre modification
apportée était automatiquement documentée.
Les prototypes virtuels des assemblages mécaniques et les phases d’usinage correspondantes
ont été testés. Rien n’a été laissé au hasard.
Après 60 jours, les prototypes virtuels, le processus de production et la chaîne logistique
du siège, y compris le conditionnement et le
calendrier de livraison, étaient prêts pour la
simulation. Les prototypes étaient en tous
points identiques aux modèles qui allaient être
réellement fabriqués.
Carson, le chef de projet du client, impliqué
dans le processus de développement depuis
le début, a visité notre site Web, un véritable
service de prototypage basé sur un logiciel
de présence virtuelle 3D pour créer l’illusion
de l’interactivité en temps réel dans un
environnement simulé.
Il a pu examiner le siège sur l’une des voitures
haut de gamme de sa société et s’est déplacé
sur la chaîne de production où il a étudié
les mouvements rapides des bras robotisés
et pu entendre le bruit des tapis roulants et
des composants assemblés par des avatars.
C’est alors que, distrait par les mouvements
violents et le sifflement pneumatique sourd
d’une puissante presse, il a passé sa main sur
l’arête de l’épais blindage en acrylique transparent de la machine. « Aïe », s’est-il exclamé,
en regardant son index sur lequel se formait
une goutte de sang. « Vraiment réaliste », a-t-il
murmuré. « Oui », ai-je répondu, « plus qu’on
ne croit ».
Arthur F. Pease
Du nouveau
Produits et processus
de production sont déjà
développés et testés dans
des environnements virtuels.
Mais les transposer dans
le monde réel reste un défi.
Alors que Siemens progresse
dans cette voie, de nouvelles
possibilités se présentent,
comme les usines
autoconfigurables et les sites
Web interactifs permettant
aux clients de concevoir
leurs propres produits.
D
e minuscules composants avancent, inexorablement, sur les chaînes de production automatisées. L’une d’elles assemble des
cartes de circuit imprimé pour des systèmes
d’automatisation. Une autre produit des contacteurs pour moteurs. Une troisième fabrique des
boutons-poussoirs.
Trois équipes se relaient pour assurer la production continue dans une usine de Siemens
Automation and Drives (A&D), près d’Amberg,
à l’est de Nuremberg. Cette usine fait partie des
23 sites de Siemens répartis à travers le monde
qui fabriquent des composants pour le marché
de l’automatisation - un marché de 121 Md€
annuels, quasiment insatiable grâce à sa capacité à faire économiser temps, argent et énergie.
Pour répondre à la demande de produits
actuels et futurs, le site d’Amberg a décidé de
créer son double numérique. Sous la direction
du chef de projet Holger Griesenauer,
10 ingénieurs ont recours à des outils perfectionnés d’optimisation et de simulation d’usine
et de processus développés par UGS - depuis
peu Siemens PLM Software (voir p. 12) - pour
intégrer les spécifications de chaque produit
fabriqué et de chaque machine utilisée, ainsi
que les interconnexions entre ces dernières.
« À l’issue de cette étape, nous serons en mesure
d’inclure les processus de production à l’environnement virtuel, de les tester avec précision
et d’obtenir la certitude que nous pouvons
répondre aux demandes des clients avant
d’apporter des modifications à l’usine réelle »,
explique Holger Griesenauer. « Cela nous
permettra d’économiser du temps et de l’argent,
d’optimiser les processus de production et de
réduire les temps d’arrêt. De plus, les ingénieurs des 23 sites disposeront d’une base de
données commune pour développer et tester
des solutions personnalisées, indépendamment
de leur situation géographique ».
Allier cycles de vie et chaînes logistiques.
Pour passer des méthodes traditionnelles
(schémas papier, classeurs Excel et solutions de
CAO locales) aux bases de données interactives
autorisant l’utilisation multisite d’images
fonctionnelles en 3D, les usines telles que
celle d’Amberg s’appuient sur une technologie
avancée basée sur le concept de PLM (Product
Lifecycle Management, gestion du cycle de vie
des produits).
Le PLM implique l’intégration et la documentation de l’ensemble des informations relatives
à un produit - matières premières, fournisseurs,
conception, fabrication, livraison, maintenance,
élimination - dans une base de données unique
et transparente. Aujourd’hui, ce processus
prend de l’ampleur. Les solutions isolées et
autonomes appliquées à la conception de
produits, à la production et aux services seront
bientôt réunies en un système intégré unique.
Mais l’approche PLM d’un produit n’est
complète que si elle tient compte de
l’approche SCM (Supply Chain Management,
gestion de la chaîne logistique), qui fournit
un aperçu des données financières et logis-
9
Usines du futur | Tendances
tiques du produit. A l’horizon 2020, l’intégration des logiciels nécessaires à la mise en
œuvre de l’approche PLM-SCM d’un produit
sera si globale que chaque aspect du cycle de
vie du produit pourra être simulé, ce qui
permettra sa mise en service virtuelle et la
génération automatique d’une solution de
production dans le monde réel.
Bien que la technologie de simulation
orientée PLM-SCM soit encore récente, elle
transforme radicalement le comportement
des entreprises. D’après AMR Research,
société de conseil experte en optimisation
de la chaîne logistique, près de 20 %
des modifications de produits et de
méthodes de production sont réalisées dans
le monde virtuel.
Et pour cause. Des études menées par le
Autoconfiguration des usines. La nécessité
de recourir davantage à la simulation
s’explique notamment par l’abandon, par
Siemens, d’activités liées aux biens de
consommation courante (dans le secteur des
communications et des pièces automobiles)
au profit d’activités de projets concernant
des produits fabriqués en petite quantité,
tels que les locomotives et les turbines
d’éoliennes. « Chaque commande de projet
étant unique, la simulation joue un rôle
important en termes d’accélération de la phase
de ramp-up », commente Robert Neuhauser
de Siemens Corporate Supply Chain and
le rapprochement entre ces deux mondes :
« Nous voulons que les machines et les
processus réels génèrent des informations
permettant de créer leurs répliques virtuelles afin que, lorsque l’usine réelle nécessite des changements, nous soyons capables de simuler une solution avec une
telle précision que le logiciel destiné à
modifier le comportement de la machine se
développe automatiquement. Notre vision
est celle d’un processus intégré, unique et
n’exigeant que très peu d’interventions
manuelles, et nous espérons la concrétiser
d’ici 10 ans ».
Près de 20 % des modifications de produits et de méthodes
de production sont réalisées dans le monde virtuel.
Qu’il s’agisse de visualiser une chaîne de production (à gauche) ou de planifier toute une usine (à droite), la simulation peut optimiser chaque étape de la production.
Fraunhofer Institute indiquent que les technologies de simulation avancées telles que celles
mises en œuvre à Amberg et au sein de
Siemens Transportation Systems, à Krefeld,
en Allemagne (voir p. 12/13), se traduisent par
une accélération de 15 % de la phase de mise
en cadence (« ramp-up »), une augmentation
de 10 % de la productivité, une baisse de
20 % des coûts de planification des nouvelles
installations de production et une amélioration
de 15 % de la qualité des produits (voir p. 15).
La simulation n’offre pas uniquement des
avantages d’ordre économique. En effet, elle
représente la seule réponse réaliste aux
grandes tendances qui affectent la plupart
des entreprises, à savoir l’individualisation
et la complexification accrues des produits,
la fragmentation des chaînes de valeur et la
pression incessante qui oblige à passer de la
simple idée de produit à la commercialisation
en un temps record.
10
Procurement et l’un des porte-drapeaux
de l’initiative commune « Innovation and
Manufacturing » récemment engagée par
le Groupe (voir encadré p. 11).
Dans ce contexte, Siemens prévoit une
évolution des sites de production actuels
vers des usines numériques intelligentes.
« Les représentations numériques des usines
permettront de moderniser les infrastructures
bien plus rapidement et précisément qu’à
présent », indique Ralf-Michael Franke,
responsable du service Industrial Automation
Systems d’A&D. « Une fois installés dans l’usine
réelle, les équipements pourront s’autoconfigurer et communiquer entre eux, d’où la
suppression des délais de mise en route.
Les processus de production seront capables
de s’optimiser voire de se corriger eux-mêmes
en cours d’utilisation. Le réel et le virtuel
seront de plus en plus imbriqués ».
Gerd Ulrich Spohr, responsable du département Technology Strategy d’A&D, anticipe
Le défi de la mécatronique. Avant cela,
toutefois, Siemens va devoir relever le défi
de la mécatronique - une sorte d’« Everest
technologique » où les données liées aux
caractéristiques mécaniques et physiques des
objets sont combinées à leurs fonctions logicielles et électroniques dans des prototypes
virtuels dynamiques en temps réel.
Pour ce faire, il va falloir surmonter les difficultés dues au fait que l’ingénierie mécanique,
électronique et logicielle sont trois « disciplines
qui se sont développées individuellement, avec
leurs propres outils d’aide à la conception »,
comme le souligne Bernhard Nottbeck, responsable du service Production Processes de Siemens
Corporate Research and Technology (CT).
« Si nous parvenons à les combiner, nous
réaliserons de formidables progrès. »
Mais il ne s’agit pas seulement de créer un
prototype global combinant les systèmes :
les développeurs doivent aussi tenir compte de
nombreux paramètres physiques (température,
pression, champs magnétiques…) dans le monde virtuel. « Les interactions entre ces forces se
soldent par une explosion de la complexité »,
précise Albert Gilg, responsable du département Virtual Design de Siemens CT.
Ces défis pourront-ils être relevés par Siemens ?
Les pièces maîtresses de la vision intégrée du
Groupe commencent à s’assembler, comme
l’atteste l’annexion récente de Siemens PLM
Software à A&D. Sa vaste gamme de produits
sera en outre bientôt complétée par la suite
Simatic Automation Designer d’A&D qui, selon
Wolfgang Schlögl, chef de projet, « permet
aux ingénieurs mécaniciens, électroniciens et
automaticiens de travailler ensemble sur des
projets communs ». Alliée aux outils de simulation de Siemens PLM Software, cette technologie pourrait donner naissance à un nouveau
mode de développement des produits, dans
lequel les informations de fabrication
seraient générées automatiquement à partir
des spécifications du produit.
« Par exemple, si un concepteur spécifie
les caractéristiques de surface d’un produit,
le système choisira automatiquement le processus de production approprié », explique
Wolfgang Schlögl. « En combinant tous ces
éléments, on peut même envisager une technologie qui, s’appuyant sur des simulations
extrêmement précises, configure automatiquement l’usine et les processus de fabrication. »
Des débuts de réponses. La vision de
Siemens inclut bien d’autres aspects. Ainsi,
les chercheurs du service Software and
Engineering (SE) de CT étudient comment
structurer les informations de fabrication afin
qu’elles puissent être transmises de façon
transparente, sans requérir plusieurs saisies.
« Nous sommes désormais en mesure de
déterminer si différents outils logiciels fonctionneront correctement ensemble », annonce
Ulrich Löwen, responsable du département
Systems Engineering de SE.
À Princeton, New Jersey, George Lo et ses
collaborateurs de Siemens Corporate Research
(SCR) travaillent à la reconceptualisation des
hiérarchies logicielles centralisées dans les
systèmes de production en vue de favoriser
leur viabilité. « Nous développons un système
doté de contrôleurs hautement distribués capables de se reconfigurer eux-mêmes après un
événement critique, afin d’assurer la continuité
des opérations essentielles. »
Dans le but de créer des environnements à la
fois ouverts et transparents autorisant l’interaction entre simulations et machines réelles, SCR
et A&D testent actuellement une plateforme
logicielle basée sur des modèles sémantiques
communs. « Si vous demandez à plusieurs
Copies conformes de la réalité, les simulations offrent
une souplesse de production quasi illimitée.
personnes de dessiner une maison, vous obtenez autant de modèles qu’il y a de personnes.
Il en va de même pour les logiciels utilisés
par nos entités. Mais si nous parvenons à uniformiser la sémantique, la communication sera
beaucoup plus efficace », poursuit George Lo.
Où ces développements vont-ils nous mener
ces 20 prochaines années ? « Nous allons vers
une représentation virtuelle de l’ensemble de
la chaîne de valeur, c’est-à-dire tout, depuis les
matières premières jusqu’à la maintenance à
vie et aux services à distance en passant par la
planification des produits et de la production,
dans un environnement PLM-SCM global et
transparent », prévoit Paul Camuti, Directeur
général de SCR. « Dans 20 ans, les mondes
réel et virtuel seront parfaitement intégrés.
Nos simulations copieront la réalité dans ses
moindres détails. Il en résultera une souplesse
de production quasi illimitée. »
Il se peut également qu’on assiste à un
bouleversement des schémas de vente et
d’achat. Certains magasins de confection
ont déjà adopté le « sur-mesure de masse ».
Mais avec l’avènement de la technologie de
simulation, les bornes high-tech et les sites
Web interactifs qui nous relient aux fabricants
nous permettront de visualiser, personnaliser
et tester toutes sortes de produits - téléphones,
scooters, vêtements, mobilier… - et pourquoi
pas de nous projeter nous-mêmes dans un
monde virtuel.
Arthur F. Pease
Point sur la fabrication chez Siemens
Avec plus de 300 usines d’envergure affichant chacune un chiffre d’affaires supérieur à 50 M€,
Siemens fait partie des premiers fabricants mondiaux. Plus de 150 000 personnes (55 % en Europe,
22 % en Amérique du Nord, 23 % en Asie) se vouent à la production d’articles allant des LED
aux lithotriteurs. D’où la récente initiative commune Innovation and Manufacturing – interface entre
des représentants de toutes les Divisions du Groupe. « Travailler avec les Divisions nous aide à identifier
les sujets sensibles et les meilleures pratiques et à mieux partager les résultats », confie Reinhold Achatz
(en photo), responsable de Siemens CT, qui dirige l’initiative. « Les innovations liées aux technologies
et aux processus doivent absolument bénéficier au secteur de la fabrication. » Un objectif légitime
lorsqu’on sait que Siemens économise près de 1 M€ par an grâce à l’amélioration de la productivité
dans ce secteur, comme le révèle Robert Neuhauser de Siemens Corporate Supply Chain and
Procurement, qui collabore étroitement avec Reinhold Achatz dans le cadre de cette initiative.
« La fabrication a profondément changé ces derniers temps », expose-t-il. « La planification à long terme
était cruciale il y a 10 ans. Aujourd’hui, le secret du succès est la flexibilité. Nous formons donc une
nouvelle génération de directeurs d’usines, compétents en matière de R&D, de gestion de la chaîne
logistique et, bien sûr, de fabrication. »
11
La simulation permet de visualiser précisément
Usines du futur | UGS et Siemens
les processus de production les plus complexes et
donc d’optimiser leur configuration afin de s’adapter
rapidement aux exigences des clients.
Le rachat d’UGS par Siemens a fourni à sa Division Automation and Drives –
leader mondial de l’automatisation – les outils nécessaires à la fusion du monde réel
et du monde virtuel de la production.
L
e monde réel et le monde virtuel de la
production sont en pleine convergence.
Avant même de voir le jour, les pièces,
produits, installations de production et chaînes
logistiques – à l’origine par exemple,
des avions, ou des centrales électriques – sont
conceptualisés, visualisés, testés, exploités
et entretenus virtuellement.
Avec les progrès de l’informatique et de la
simulation, les représentations virtuelles
s’apparentent davantage à une duplication
parfaite de leurs modèles réels. Et les installations de production réelles utilisent des machines-outils, robots automates programmables
12
et systèmes de communication numériques,
intelligents et basés sur des logiciels, facilitant
leur transposition virtuelle.
Le 4 mai 2007, UGS, leader des logiciels
de gestion du cycle de vie des produits (PLM),
est devenu Siemens PLM Software de Siemens
Automation and Drives (A&D), créant un environnement transparent de communications
et d’informations. Selon Helmut Gierse,
Directeur Général de la Division, A&D est le
« leader mondial du marché de l’automatisation avec 121 Md€ ». A&D emploie désormais
plus de 80 000 personnes et affiche un chiffre
d’affaires annuel supérieur à 14 Md€.
Siemens PLM Software, avec ses 7750 collaborateurs dans 62 pays, dont 3000 en R&D,
compte 47 000 clients et 4,3 millions d’utilisateurs sous licence. Il domine le secteur technologique avec UGS NX, sa solution de développement numérique de produits, et UGS
Tecnomatix, sa solution d’usine numérique qui simulent tout de façon dynamique, des
fonctions du toit ouvrant d’une voiture à la
conception et à l’exploitation d’une usine en tenant compte de paramètres tels que les vibrations, contraintes, chaleur et dynamique des
flux. Les utilisateurs travaillent en toute sécurité, en 3D et en temps réel depuis n’importe
quel PC exécutant la plateforme logicielle
de gestion numérique du cycle de vie
UGS Teamcenter – référence en matière de gestion collaborative des données produits (cPDM).
Siemens a ainsi uni le monde virtuel de la
conception des produits et de la production et
le monde concret des machines industrielles et
de leurs systèmes de commande. « L’association des portefeuilles de PLM Software et de
ceux d’A&D permettra à nos clients d’optimiser
la conception et la fabrication de leurs
produits », indique Helmut Gierse. « D’un point
de vue technologique, cette association exige
une intégration transparente des données liées
à la conception des produits et de l’usine et à la
production. Lorsque nous avons racheté cette
entreprise, notre objectif était de consolider notre portefeuille Totally Integrated Automation
en réduisant le nombre d’interfaces système. »
Le Project Archimedes lancé par Siemens
A&D afin de développer des solutions logicielles rapprochant les cycles de vie des produits et
de la production, lui permet ainsi de concrétiser ses idées. Tony Affuso, Directeur général de
Siemens PLM Software, déclare : « Nos clients
sont ravis de l’alliance entre Siemens et UGS car
ils savent que nous sommes capables d’établir
le lien entre ce que les équipes d’ingénierie
et de marketing souhaitent concevoir et ce que
le personnel de production est en mesure
de fabriquer. » Helmuth Ludwig, Président
de Siemens PLM Software, ajoute : « Bien que
nous n’en ayons pas inventé le concept,
nous sommes – de par la domination d’A&D
dans le domaine des technologies d’automatisation et notre position de leader du PLM –
la seule société réellement apte à le faire ».
La demande européenne reste forte dans ces
trois segments, avoisinant les 8 % par an pour
les produits PLM, selon David Shirk, et passant
ainsi de 5,6 à 8,7 Md$ entre 2006 et 2012.
En Amérique, elle devrait progresser de 6,3
à 9,7 Md$ durant cette période. En Asie,
avec une croissance de 14 %, elle devrait
doubler à 5,6 Md$ par an.
Siemens PLM Software propose également
expérience de la conception de produits
et usines 3D assistée par PC (logiciels NX
et Tecnomatix) et de son système de gestion
collaborative des données Teamcenter,
intégrant les informations d’un monde virtuel
multi-facette à un environnement de développement collaboratif. « La technologie Teamcenter nous offre une longueur d’avance sur
nos concurrents », précise Helmuth Ludwig.
Siemens rapproche les spécialistes de la conception
des produits et de la conception de la production.
la gamme UGS Velocity Series, la première
solution logicielle offrant aux PME des produits
PLM professionnels au sein d’un portefeuille
pré-configuré simple à utiliser et à faible coût
de possession.
Face à l’expansion du marché du PLM,
la concurrence est rude. Mais Siemens PLM
Software se démarque par l’association de son
« Nous bénéficions d’un avantage de taille :
nous sommes les seuls à offrir une fonctionnalité multisite. »
La collaboration multisite permet aux grandes
entreprises telles que GM -client de Siemens
PLM Software – d’exploiter des données dynamiques 3D en temps réel sur leurs sites tout en
accédant aux sites de leurs fournisseurs pour
Une présence réelle
Siemens PLM Software (A&D PL) vient
d’annoncer le lancement de « Innovation
Connection » dans Second Life, un monde
virtuel 3D entièrement créé par ses
résidents, qui compte déjà plus de quatre
millions d’avatars. Devenant ainsi le
premier fournisseur de PLM à intégrer
ce célèbre univers virtuel en ligne, Siemens
Croissance rapide. Selon plusieurs cabinets
d’études, le marché mondial des produits PLM
passera de 13,4 Md$ actuellement à 24 Md$
d’ici 2012. D’après David Shirk, Vice-président
du marketing international de Siemens PLM
Software, ce marché comporte trois segments.
Le premier, la conception, la fabrication et l’ingénierie assistées par PC (CAx), où Siemens
PLM Software est n°2 (18 % des parts de marché) avec son logiciel NX, devrait atteindre
12 Md$ en 2012 (contre 8 actuellement). Une
forte hausse du deuxième segment, le cPDM,
dominé par Siemens (14 % des parts) et qui
inclut la gamme Teamcenter, de 5 à 11 Md$
entre 2005 et 2012, est prévue. Le troisième
segment, l’usine numérique, est « très intéressant pour notre gamme Tecnomatix », estime
David Shirk. Siemens, avec 31 % de parts,
est leader dans ce secteur qui connaît
une croissance autour de 20 % par an et dont
les 400 M$ annuels de résultats devraient
dépasser 1,3 milliard en 2012.
exploitera sa présence pour collaborer avec
ses clients et partenaires, tenir
des conférences virtuelles et offrir une
approche plus immersive de ses solutions.
Parmi les clients et partenaires de
Siemens PLM Software représentés
dans Second Life figurent Hendrick
Motorsports (HMS), la seule écurie
NASCAR à avoir remporté le championnat
Cup Series quatre années de suite,
et JCB, dont la voiture JCB DIESELMAX
a pulvérisé, en 2006, le record de vitesse
d’un véhicule diesel avec 563 km/h.
Siemens PLM Software a récemment
publié des mises à jour de ses portefeuilles
de produits NX, Tecnomatix
et Teamcenter dans Second Life.
Pour en savoir plus, visitez le site
www.ugs.com/secondLife.
13
Usines du futur | Gestion du cycle de vie des produits
manipule les commandes sur son tableau de bord. Soudain, une trappe s’ouvre sur le vide et le train vole
en éclats, avant de se reconstituer tout seul, comme par miracle. Bienvenue dans le laboratoire de réalité
virtuelle de Siemens Transportation Systems (TS), à Krefeld, en Allemagne. Le train et son conducteur
ne sont pas réels : il s’agit d’objets virtuels animés. Chez TS, le système de Réalité Virtuelle (RV) fait partie
intégrante du processus de développement. « Il nous est d’une aide précieuse, notamment pour agencer
des installations, analyser la facilité de maintenance et réaliser des études d’ergonomie »,
précise Reinhard Belker, responsable de l’entité Engineering Process Management. Ce système de RV
n’est pas le seul outil innovant mis en œuvre par TS dans le cadre du processus de développement virtuel
des produits et de la production. En effet, une chaîne continue de processus de CAO 3D permet de concevoir
entièrement les véhicules ferroviaires, du concept initial à la documentation en passant par le développement, la préparation de la production, la fabrication et l’assemblage.
Les outils de pointe sont indispensables. La demande mondiale ne cesse de croître, de même que
les exigences des clients, qui imposent des temps de développement plus courts, avec une qualité égale
ou supérieure et un haut niveau de technicité. « Il y a quelques années, nous développions
et produisions un train à grande vitesse en trois ans. Aujourd’hui, nos clients nous demandent d’en faire
autant en deux ans et demi », constate Martin Olbrich, responsable de l’unité Work Preparation Assembly.
TS a peu à peu atteint un niveau unique de sophistication technique. Dès 1999, les développeurs utilisaient
la technologie 3D pour concevoir entièrement leurs produits. En 2000, ils intégraient un système de gestion
3D uniforme ainsi que le système de Réalité Virtuelle. En 2003, l’usine « sans papier » – dans laquelle
les ouvriers chargés du montage consultent des instructions virtuelles animées – était déjà une réalité.
En 2004, était intégré le module de PLM (gestion du cycle de vie des produits), qui contrôle et documente
l’ensemble du processus de création des produits. Et en 2006, la Division a mis en place une chaîne
de processus complète sur tous ses sites, permettant de créer des animations numériques d’après
des données de CAO 3D lors de la phase de conception
initiale, puis de réaliser les premières simulations.
Les développeurs conçoivent les assemblages
individuels en 3D, lesquels sont ensuite mis à disposition des partenaires. Tout cela est réalisé à l’aide
d’un système uniforme de gestion des données
produits, avant toute manipulation d’un tournevis
dans le monde réel.
Simuler le cycle de vie complet. TS vise à intégrer
encore plus étroitement développement et production,
à améliorer l’efficacité de la coopération et à mettre en
parallèle de manière plus complète le développement
des produits et des processus. L’usine numérique
est le moyen idéal de coordonner la planification
Capturer les connaissances. Ces simulations regroupent des informations inestimables qu’il convient de traduire en connaissances pour les exploiter au mieux. Ainsi,
les chercheurs de Siemens PLM Software aux
États-Unis, en Angleterre, en Israël et en Chine
développent les fonctionnalités de Teamcenter
appliquées à l’ingénierie des connaissances.
« Teamcenter permettra ainsi de mieux s’adapter aux exigences des clients », précise Chuck
Grindstaff, Vice-président Produits et responsable R&D de Siemens PLM Software. « Nous
améliorerons ses capacités en matière de capture des connaissances, de recherche dans les
bases de données et de réutilisation des
connaissances dans de nouvelles conceptions.
Au cours des vingt prochaines années, nous
collecterons les meilleures pratiques de
chaque secteur pour les incorporer au processus de conception. »
Toutefois, pour des résultats probants, les
conceptions devront parfaitement reproduire
leurs originaux. L’intégration transparente de
données matérielles, logicielles et électroniques entre le virtuel et le réel est un défi que
seule l’association des portefeuilles de produits d’automatisation et PLM de Siemens est
en mesure de relever.
des processus et des installations avec les analyses
Arthur F. Pease
de capacité. Tous les planificateurs ont accès
à la même base de données, ce qui leur permet
de réduire de façon significative les erreurs –
et les coûts induits – concernant le lancement
de la production, ainsi que le temps de coordination.
La simulation permet de visualiser précisément
les processus de production les plus complexes
et donc d’optimiser leur configuration afin de
s’adapter rapidement aux exigences des clients.
14
L
e marché mondial des technologies d’automatisation
internationale, l’ARC évalue à environ 4,5 Md$ ce marché,
désormais à Siemens - tous deux détenteurs de 11 % des
représente, selon les sources, de 120 à 230 Md€. La
dont les principaux acteurs sont Siemens (33,3 % de parts),
parts. Les États-Unis concentrent 47 % de ce marché, suivis
fédération allemande de l’industrie électrotechnique et
Fanuc (32 %) et Mitsubishi Electric (12,4 %). Par leur robus-
de l’Europe (36 %) et de la zone Asie-Pacifique (15 %).
électronique (ZVEI) estimait sa croissance à 6 % pour 2006.
tesse et leur fiabilité, les automates programmables jouent
Le PLM a pour objectifs d’optimiser les produits
D’après l’ARC Advisory Group, un cabinet de conseil
un rôle clé dans l’automatisation industrielle. De plus, ces
et processus, d’accélérer la mise sur le marché, de réduire
spécialisé dans les solutions de production et de chaîne
produits ne cessent de se perfectionner en termes de fonc-
les coûts, d’accroître la flexibilité, ainsi que d’améliorer
logistique, ces résultats sont dus à la mondialisation,
tionnalités, de communications, de capacités diagnos-
la planification et la qualité des processus. Le NIST (National
qui oblige les fabricants à se plier à la règle du « plus vite,
tiques, d’évolutivité et de logiciels.
Institute of Standards and Technology) américain défend
mieux et moins cher ». Pour résister à la pression de la
L’ARC prévoit une croissance de leurs ventes de
les conclusions de l’étude réalisée par l’Aberdeen Group :
concurrence, ils doivent être en mesure de répondre à la
7,5 Md$ en 2005 à 10 Md$ d’ici 2010. Là encore, Siemens
le PLM présente de nombreux avantages pour les fabri-
demande de manière extrêmement flexible, réduire leurs
se taille la part du lion avec 28,7 % des parts de marché,
cants. Son implémentation peut, en effet, diminuer les
coûts, décupler leur productivité et leurs performances
devant Rockwell (21,8 %) et Mitsubishi (14,9 %).
délais de développement et augmenter d’au moins 20 %
et raccourcir les cycles de vie de leurs produits. D’où
La demande en technologies de l’information capables
la nécessité de disposer de plateformes et de protocoles
de synchroniser les processus de production tout en les
la productivité.
Il ressort également de cette étude que les sociétés qui
standardisés, ainsi que de lignes de production évolutives
simplifiant et en améliorant leur flexibilité est également en
ont franchi le pas ont constaté une augmentation de leur
et modulables, avec des coûts de maintenance minimes.
forte hausse. Les utilisateurs aspirent à relier efficacement
chiffre d’affaires de 19 %, et une réduction de leurs coûts
Entraînements, moteurs, commandes numériques et
l’ensemble des solutions informatiques relatives aux
de production et de développement de 16 %.
automates programmables représentent les segments clés
produits grâce au PLM (Product Lifecycle Management,
de l’industrie des automatismes. D’après l’ARC, les ventes
gestion du cycle de vie des produits). Selon une étude de la
mondiales d’entraînements se sont chiffrées à 5,2 Md$ en
société de conseil AMR Research, le marché mondial des
2005, et devraient atteindre 6,9 Md$ d’ici 2010. Yaskawa
solutions PLM s’élevait à 11 Md$ en 2006 et atteindra
détient 13,9 % des parts de ce marché, devançant ainsi
16 Md$ à l’horizon 2010.
Mitsubishi Electric (9,7 %) et Siemens (9,3 %).
Avec 13 % des parts, la société Cadence, spécialisée
Les commandes numériques sur PC gèrent les tâches
en systèmes de CAO, était en tête de ce marché en 2005,
rapides haute précision des machines outils. À l’échelle
suivie de Dassault Systems et d’UGS - qui appartient
Les quatre éléments moteurs de l’installation de solutions PLM
49%
Nécessité de raccourcir les cycles de vie des produits
Mondialisation des marchés et/ou chaînes logistiques
Conception plus complexe ou environnement de conception décentralisé
Produits plus complexes
Technologies
d’automatisation clés
Systèmes d’assistance
pour l’automatisation
Systèmes de
simulation
MES
Traitement des données
pour commande
proactive idéale/réelle
Capteurs
traitement d’image RFID
Ethernet
Capteurs paramètres
de processus
2020
2015
2010
Capteurs gestion
d’installation
2005
Couche commande
et gestion
Ventes (milliards de Dollars)
Gestion
des actifs
Interface
hommemachine
Interaction
homme-robot
Compteurs d’électricité à lecture à distance
2015
2005
2006
2007
2008
2009
2010
Papier et cellulose
4%
Centrale
virtuelle
Interfaces
utilisateur intuitives
2010
16,0
12,6
14,7
11,3
13,5
10,5
Marché mondial
de l’automatisation des processus
Trafic
virtuel
Usine
virtuelle
Architecture
logicielle ouverte
Normes
ouvertes
Laboratoire
sur puce
Capteurs
micro-organismes
34%
31%
Intégration
verticale complète
Réseaux
de capteurs sans fil
Capteurs
43%
Marché mondial du PLM
Logiciels
et modélisation
Réseaux
et communications
Robotique
coopérative
Evdoxia Tsakiridou
Source : AMR Research, 2006
Qui dit produits high-tech dit environnement de développement high-tech. D’ici 2009, l’ensemble
du processus de production devrait être simulé par ordinateur. Le pilote du train à grande vitesse Velaro
Zoom sur le marché
des automatismes
2020
Fabrication de machines
9%
Sidérurgie
5%
Agroalimentaire
9%
Industrie
pharmaceutique
6%
Autres utilisateurs
2% Industrie minière
6%
Énergie
15%
Marché mondial total :
61 milliards d’Euros
Industrie
chimique
19%
Production
pétrolière
et gazière
14%
Transformation
pétrolière
11%
Source : ZVEI-Fachverband Automation, 2007
Des trains numériques
quelques jours, voire quelques heures, ce qui
demandait jusque-là des semaines ou des
mois », insiste Helmuth Ludwig.
Mais cette simulation collaborative permet
surtout d’éviter des erreurs coûteuses.
Siemens PLM Software réalise, par exemple,
des prototypes fonctionnels virtuels pour Caterpillar. « Ils testent tout de façon virtuelle avant
de commencer la production », signale Tony
Affuso. Grâce au logiciel de simulation de la
production Tecnomatix, le développement
et le test d’une chaîne de montage virtuelle,
dans Teamcenter, afin de créer ou modifier
un produit, limitent les erreurs et font gagner
du temps et de l’argent. « Vous réduisez
de 30 à 50 % la part que représente le délai
de mise sur le marché dans les coûts de cycle
de vie d’un produit », ajoute Tony Affuso, en
précisant que Nissan a ainsi diminué le temps
de développement moyen des véhicules.
Source : Aberdeen
Group, 2006
produit – provenant, par exemple, d’un fournisseur basé au Japon – peuvent ainsi être immédiatement extraites et corrigées conjointement
par les designers, l’équipe de production et le
fournisseur. « Vous pouvez effectuer en
Source : ZVEI-Fachverband Automation, 2007
obtenir des mises à jour produits. « Grâce à
Teamcenter, elles ont instantanément connaissance de la moindre modification apportée
à une conception », souligne Tony Affuso.
En cas de problème, les données d’origine d’un
| Présent et futur
15
Usines du futur | Technologies d’économie d’énergie
Depuis 2005, Winfried Mayer (à droite) cherche
à réaliser des économies d’énergie sur les sites
La durabilité en pratique : optimisation de l’éclairage
Siemens et dispense des conseils, tels que
(à gauche), récupération de la chaleur (au centre)
l’utilisation de cette pompe à chaleur.
et remise à neuf des scanners (à droite).
Les sociétés proposant des solutions respectueuses de l’environnement doivent être
les premières à montrer l’exemple. Chez Siemens, l’approche écologique s’étend
des économies d’énergie à la remise à neuf de vieux équipements en passant par
une étroite collaboration avec l’UE en vue de promouvoir l’efficacité énergétique.
À
Neuperlach, au sud de Munich, les collaborateurs de Siemens Corporate Technology
(CT) aperçoivent la chaîne des Alpes du haut du
7e étage du bâtiment n° 33. L’air est si limpide
qu’ils peuvent prévoir leurs randonnées d’un
simple coup d’œil par la fenêtre. Rien d’étonnant, donc, à ce que cet étage accueille le département Corporate Environmental Affairs
& Technical Safety (CT ES), qui regroupe des
experts en questions environnementales, dont
Winfried Mayer, responsable de la protection de
l’environnement. Cet ingénieur est très occupé,
en particulier depuis que la durabilité est devenue un facteur de poids dans les décisions des
sociétés d’investissement en bourse. Son travail
consiste notamment à aider Siemens à se placer
dans le haut du tableau du DJSI (Dow Jones
Sustainability Index) et du Climate Leadership
Index, créé par le Carbon Disclosure Project
(CDP). Ces indices répertorient les grandes entreprises les plus impliquées dans la durabilité.
16
Siemens figure d’ailleurs depuis 8 ans au DJSI.
Pour faire partie des heureux élus, les entreprises doivent notamment communiquer leur
consommation énergétique, ainsi qu’une liste
de leurs produits permettant d’économiser
l’énergie. Le département de Winfried Mayer
recueille ces données grâce aux rapports
environnementaux annuels publiés par chaque
site Siemens, puis les évalue avant de
transmettre les informations pertinentes aux
compilateurs du DJSI et du CDP.
Les rapports environnementaux montrent que
la consommation d’électricité représente à elle
seule environ 60 % des dépenses énergétiques
totales de Siemens. Le prix de l’électricité ne
cessant de grimper, Winfried Mayer a organisé
un atelier d’une journée destiné à dispenser
des conseils et des recommandations en matière d’économies d’énergie, comme l’utilisation
de pompes à chaleur.
Depuis 2005, il a inspecté les installations de la
plupart des quelque 300 sites de production
Siemens. Dans de nombreux cas, il a pu préconiser des mesures efficaces après quelques
heures seulement passées sur place. « Il suffit
parfois de comparer la température des bureaux
et celle des entrepôts. Si elles sont identiques,
cela signifie souvent que les entrepôts sont
surchauffés », explique-t-il.
Winfried Mayer peut également aider à résoudre
des problèmes complexes grâce à l’expertise
technique qu’il a acquise au fil de ses visites.
« Désormais, je passe même en revue les publicités sur les technologies permettant de réaliser
des économies d’énergie pour voir si nous
pouvons les utiliser », précise-t-il. Ses efforts ne
sont pas vains puisque ses ateliers permettent
aux sites de production de réduire leur consommation d’électricité de 5 % en moyenne, et leur
consommation d’énergie primaire de 10 %.
Et ce n’est que le début. Siemens a lancé un
programme visant à accroître de 20 % l’efficacité
énergétique de ses sites de production entre
2006 et 2011. Les ateliers de Winfried Mayer y
joueront un rôle clé.
À quelques portes du bureau de Winfried
Mayer, ses collègues de CT sont impliqués dans
un autre domaine. Depuis 12 ans, Ferdinand
Quella et son équipe du département de
protection de l’environnement liée aux produits
s’occupent de la conception écologique des
produits Siemens.
Il existe même une norme interne en la matière,
la norme Siemens SN 36350. Depuis 1999,
tous les développeurs chargés des nouveaux
produits doivent lire ce document de 11 pages,
qui comprend des directives sur la conception
des produits, ainsi qu’une liste des substances
toxiques et pouvant être évitées. Ses 40 princi-
dus avec le label qualité « Proven Excellence ».
Selon Ferdinand Quella, il est plus que temps
que le portefeuille écologique soit reconnu
par une certification. Il tente donc d’obtenir un
audit d’un organisme externe. « Cela nous démarquerait véritablement de nos concurrents
et inciterait les autres entreprises à suivre cette
voie », affirme-t-il.
Promouvoir la prise de conscience. Malgré
tous les avantages que représentent les produits écologiques, de nombreuses entreprises
hésitent encore à acquérir des systèmes offrant
une meilleure efficacité énergétique en raison
de leur prix plus élevé. Automation and Drives
(A&D) ne connaît que trop bien cette situation.
« Beaucoup de clients ne réalisent pas qu’un
Les variateurs sont vite rentabilisés grâce aux économies
d’énergie qu’ils génèrent.
pes couvrent l’ensemble du cycle de vie d’un
produit et ont permis à Siemens de se conformer
aux nouvelles législations environnementales
et règles de conception en vigueur.
Cependant, la portée de la norme SN 36350 va
bien au-delà de ces aspects. « Nous constatons
que les solutions respectueuses de l’environnement représentent également une approche
commercialement intéressante », commente
Friedrich Koch, responsable de la conception
écologique des produits. « Une production
privilégiant le développement durable tout
au long de ses différents processus favorise
la conservation des ressources et améliore
l’efficacité économique ».
L’un des éléments clés de la conservation des
ressources est l’optimisation de la réutilisation
des équipements. Siemens Medical Solutions
(Med), par exemple, dispose d’un service de
remise à neuf qui récupère les vieux ordinateurs
et appareils IRM afin de les reconditionner selon
les mêmes normes de qualité que les équipements neufs. Ces matériels sont ensuite reven-
investissement dans ce type de solutions est
très rapidement amorti par les économies
d’énergie réalisées », explique Peter Zwanziger,
responsable du service Associations and Regulations du département Grands Entraînements
d’A&D à Nuremberg, qui fabrique des variateurs.
Dans ce domaine, il est capital de promouvoir
la prise de conscience. A&D œuvre dans ce
sens avec ses variateurs de fréquences
Sinamics pour moteurs à vitesse variable.
Selon leur utilisation, les moteurs équipés de
ces variateurs peuvent consommer jusqu’à
60 % d’électricité de moins que les moteurs à
vitesse constante. Les dépenses d’acquisition
de ces équipements peuvent être récupérées
en deux ans. Mais malgré le succès de ces
variateurs, Peter Zwanziger estime que le marché
pourrait être bien plus important. « Le potentiel
des ventes serait d’environ 1,5 Md€ par an en
Europe si les anciens moteurs étaient remplacés par des moteurs à haut rendement. De plus,
cela permettrait de réduire les émissions de CO2
de 60 millions de tonnes par an - sans parler
des économies sur les dépenses en électricité »,
précise-t-il. Mais un grand nombre d’entreprises ignorent tout de ces avantages, et ces
précieuses technologies se vendent donc peu.
Pour y remédier, Siemens a pris part à une
campagne d’information et de promotion lancée
par l’Union européenne.
Depuis 2003, le programme européen Motor
Challenge encourage le développement économique durable en distinguant les sociétés qui
affichent une excellente efficacité énergétique.
Toute entreprise qui décide d’adhérer au programme en tant que partenaire doit identifier les possibilités d’économies d’énergie dans
ses usines et établir un plan d’action pour
les concrétiser. Celles qui y adhèrent en tant
que parrains sont chargées de promouvoir
ce programme et de recruter de nouveaux
partenaires, ce qui est le cas de Siemens.
« Le plan de promotion de Siemens consiste à
informer autant d’entreprises que possible sur
ce programme, par exemple lors des salons
professionnels », ajoute Peter Zwanziger, agent
de liaison auprès de la Commission européenne.
Depuis son adhésion, Siemens a déjà recruté
70 entreprises, parmi lesquelles Ferrero et
Johnson & Johnson, ainsi que plusieurs villes,
dont Hambourg. Les nouveaux membres
peuvent utiliser le logo Motor Challenge et
obtiennent le statut officiel de société ou ville
engagée dans le développement durable.
Peter Zwanziger ne nie pas que cette initiative
représente accessoirement un excellent outil
marketing pour Siemens : « Mais n’oublions pas
que chaque fois qu’un produit Siemens permettant de réaliser des économies d’énergie est
utilisé, c’est avant tout l’environnement qui en
bénéficie. » La protection de l’environnement
est une préoccupation de longue date chez
Siemens, et le développement durable va
concerner de plus en plus ses activités externes.
Comme le souligne Peter Zwanziger, le programme Motor Challenge ne fait qu’anticiper
les futures réglementations, plus strictes et plus
complètes en termes d’efficacité énergétique.
Sebastian Webel
17
Matériaux pour l’environnement | Scénario 2020
Invisibles
révolutions
Panorama
21
24
27
Une technologie dans le vent
Des pales de 52 m de long
peuvent produire jusqu’à
3,6 mégawatts.
Siemens va installer plusieurs
centrales éoliennes, pour
une puissance totale de
1500 mégawatts.
1
4
Toujours plus chaud
Le contenu énergétique d’un
carburant peut être exploité plus
efficacement à des températures
de combustion plus élevées.
Grâce à de nouveaux revêtements,
les aubes de turbine résistent
mieux à la chaleur et à la corrosion.
2
Q
Éclairage
Les LED, sources de lumière
à la durée de vie exemplaire,
sont à la fois économiques
et efficaces.
5
3
6
2020
Sur la façade du tout nouvel hôtel High-tech
Retro, des nanoparticules remplacent les
systèmes de climatisation (1). Les sols de
l’établissement sont hydrofuges et antisalissures (2). Des LED sont intégrées aux
uniformes (3). Les aubes des turbines sont
couvertes d’un revêtement en céramique (4)
afin d’assurer un rendement énergétique
élevé. Des « Supercaps » (5) stockent l’énergie
de freinage de la navette ferroviaire.
Enfin, une peinture à nanoparticules
fait disparaître les rayures (6).
18
Octobre 2020. Des professionnels
du secteur hôtelier affluent du monde
entier pour admirer les nombreuses
innovations d’un tout nouvel hôtel
de luxe. Entre autres particularités,
cet établissement jouit d’une quasiautosuffisance énergétique grâce,
notamment, à de nouveaux matériaux.
uelle chaleur… À croire que le temps s’est
mis, comme cet hôtel, à l’heure de la Rome
antique. Oups, je vais encore être en retard !
En tant que directeur d’hôtel, j’ai eu la chance
d’être convié à une séance d’information organisée par la direction de ce nouvel établissement. J’espère vraiment y trouver des idées
pour rénover mes propres locaux et surtout
réduire leur consommation d’énergie. M’y voilà…
Impressionnant ! Le bâtiment scintille sous le
soleil. Et ces reflets irisés ! Rouge, violet, bleu…
« Mesdames et messieurs, je vous souhaite la
bienvenue dans notre nouvel hôtel High-tech
Retro ! C’est moi qui vais avoir l’honneur de vous
présenter en détail ce petit bijou », annonce
avec fierté la directrice.
On dirait qu’il y en a pour un moment… « Mais
d’abord, nous aimerions vous offrir un rafraîchissement. » Pas mal, ce jus glacé servi dans
des coupes d’inspiration romaine. Mais…
Que font-ils ? Je ne vais tout de même pas
porter cette toge ! « Ici, tout est en harmonie
avec notre thème ! N’hésitez pas à essayer ces
uniformes ! Ils ont été fabriqués par l’un de nos
partenaires. Des accumulateurs d’énergie flexibles intégrés alimentent des LED enchâssées
dans le tissu. De plus, des OLED remplacent
les badges », explique la directrice.
« À présent, veuillez me suivre ! La façade de
notre hôtel va vous surprendre. La peinture
renferme des nanoparticules métalliques qui
jouent le rôle de système de climatisation
en ne laissant passer le rayonnement solaire
que lorsque la température intérieure du
bâtiment est insuffisante. Si la température
extérieure passe en dessous de 23 °C, les nanoparticules s’enferment dans une sorte d’enveloppe protectrice et laissent entrer la chaleur.
19
Matériaux pour l’environnement | Scénario 2020 | Tendances
| Turbines éoliennes
Des pales sont en cours de fabrication
dans d’immenses moules (1 et 2) tandis que d’autres
attendent d’être livrées (ci-contre et 3).
Au-dessus de 23 °C, les propriétés de l’enveloppe changent, “libérant” les nanoparticules, qui
font alors de nouveau écran au rayonnement
solaire. Lorsqu’il fait très chaud, comme aujourd’hui, elles constituent un véritable isolant »,
expose la directrice. C’est fou, ce que permet la
nanotechnologie de nos jours… Mes collègues
semblent, eux aussi, très impressionnés.
« Et la façade, qu’en dites-vous ? Notre hôtel
change de couleur en fonction de la luminosité
et de la température. La peinture est également
composée de nanoparticules hydrofuges et
anti-salissures ». Voilà qui va donner du fil à
retordre aux tagueurs !
« Là-haut, sur le toit, vous apercevez l’installation solaire que nous utilisons pour l’eau chaude.
Nous avons également fait poser des couches
de cellules photovoltaïques de dernière génération, qui exploitent de façon optimale le
rayonnement solaire. Elles alimentent nos murs
lumineux, qui présentent des sculptures, des
temples et des scènes de la vie quotidienne
romaine en 3D. Nous profitons également de
l’électricité fournie par les installations éoliennes et géothermiques proches d’ici - nous privilégions les énergies renouvelables. Nous pouvons être fiers de notre bilan de CO2 puisque,
loin de devoir acheter des quotas, nous sommes
même en mesure d’en vendre. À propos d’électricité, si vous avez encore un peu de temps
après cette présentation, je vous encourage à
aller visiter la centrale à cycle combiné située
tout près d’ici. En tant qu’amatrice d’art, je
trouve son architecture remarquable. Et si vous
êtes plutôt féru de technique, vous ne serez
pas en reste ! Demandez donc aux techniciens
de vous initier aux secrets des nanocouches ».
« Dirigeons-nous maintenant vers le hall ».
Un véritable ballet de lumières s’anime devant
nous. J’ose à peine imaginer la consommation
d’électricité… « Nous avons mis en œuvre un
système d’éclairage sophistiqué et très économique : ampoules à économie d’énergie, LED,
capteurs et systèmes électroniques nous ont
permis de réduire notre consommation de près
de 80 %. Les chambres et couloirs sont équipés
de détecteurs de mouvement. De plus, pour
bénéficier d’un éclairage naturel et économiser
l’énergie, nous associons lumière naturelle et
lumière artificielle. Par ailleurs, les clients qui
souffrent du décalage horaire - et ils sont
nombreux, par les temps qui courent - peuvent
profiter des thermes romains et de leurs douches
de lumière ». Doux clapotis, éclairage tamisé,
carafes de vin, huiles odorantes, massages…
Oups ! J’ai bien failli faire un plongeon dans
cette fontaine ! D’étranges vibrations me
chatouillent la plante des pieds. La directrice me
sourit. « Vous avez de la chance ! Le sol est équipé de capteurs qui déclenchent des vibrations
20
lorsqu’une personne s’approche trop près de la
“fontaine de Jouvence”, comme nous l’appelons ».
Nous marchons sur un magnifique sol en mosaïque de l’Antiquité. « La mosaïque et le mobilier
du hall sont recouverts d’une couche anti-salissures nanoscopique. En outre, le comptoir de la
réception et les meubles des chambres sont tous
en bioplastiques », indique la directrice. « Difficile
de croire que cette chaise de style antique est en
amidon ou en sucre, n’est-ce pas ? Étant donné
que le thème - et donc le mobilier intérieur de l’hôtel change une à deux fois par an, nous
nous intéressons de très près aux matériaux
écologiques. Aucune matière première fossile
n’intervient dans la fabrication des meubles,
dont l’élimination ne génère pas plus d’émissions de CO2 que la quantité absorbée, de leur
vivant, par les plantes dont ils proviennent. Et
leurs déchets ne sont pas toxiques… Un moment,
s’il vous plaît, je reçois à l’instant un message
urgent de la part de notre service de sécurité.
La voiture à portes papillon immatriculée M-UZ2000 appartient-elle à l’un d’entre vous ? »
C’est la mienne ! « Il semblerait qu’un autre
véhicule l’ait heurtée en se garant, mais ça n’a
pas l’air trop grave. » Cette voiture n’a que trois
mois ! Je m’absente pour constater les dégâts.
Heureusement, ce n’est qu’une petite éraflure.
Inutile de passer au garage : dans quelques
heures, la peinture à nanoparticules se sera régénérée et il n’y paraîtra plus. Bref… Rejoignons
le groupe, cette visite est passionnante.
« Pour terminer, je souhaite vous montrer notre
accès par voie ferrée. Nous avons parrainé la
construction d’un réseau de trains urbains
écologique et aujourd’hui, nous participons à
ses frais d’exploitation. Ce système, qui a récemment reçu un prix d’écologie, est composé de
trains équipés de moteurs électriques et de
condensateurs double couche, les « Supercaps ».
Les moteurs font office de générateurs : ils récupèrent l’énergie dégagée lors du freinage, la
stockent dans les Supercaps, puis la réutilisent
pour accélérer ».
« Cette technologie diminue d’un quart la
consommation d’énergie. Je vous aurais volontiers montré nos chambres, pour lesquelles
nous nous sommes vu remettre un prix de
design, mais l’hôtel est complet. En guise de
compensation, nous vous offrons les toges
romaines, ainsi qu’un bon pour une nuit dans
notre établissement ! Je serais très heureuse de
pouvoir vous accueillir de nouveau l’année prochaine. Le thème sera “À la cour du Roi Soleil” »,
conclut notre charmante hôtesse. J’ai trouvé ici
des idées très intéressantes pour mon hôtel.
Peut-être devrais-je, moi aussi, choisir des
thèmes… Pourquoi pas « À la cour de Néfertiti »
ou « Perdus dans l’espace » ?
Ulrike Zechbauer
1
2
Leader mondial du marché
des turbines éoliennes
offshore, Siemens Wind
Power fabrique, grâce
à un procédé « one-shot »
unique, des pales de rotor
longues de 52 m, ainsi
que la turbine éolienne
la plus gigantesque
jamais produite en série,
d’une puissance de
3,6 mégawatts.
Une technologie
dans le vent
U
n vent glacial pousse de gros nuages
menaçants, et une multitude de moutons
se forment à la surface de la Mer du Nord.
Claus Burchardt, responsable recherche et
développement des pales de turbines éoliennes
chez Siemens Wind Power, une entité de
Siemens Power Generation (PG), ne peut rêver
mieux : « Pour nous, un vent fort est synonyme
de beau temps. Sans cela, nous aurions de
grosses difficultés à trouver des clients ».
Depuis son bureau situé en périphérie d’Aalborg,
troisième ville du Danemark, Claus Burchardt
s’occupe, avec ses 3200 collaborateurs de
Siemens Wind Power, de la construction d’immenses centrales éoliennes pouvant chacune
générer assez d’électricité pour faire bouillir
une baignoire d’eau glacée en 30 secondes.
En fait, certains de leurs composants individuels
sont si imposants que, pour des raisons logis-
tiques, ils sont construits hors du Danemark.
À Fort Madison, dans l’Iowa, par exemple, une
nouvelle usine de pales de rotor a ouvert en
septembre 2007. Les infrastructures locales
jouent un rôle important dans le choix des sites.
Ainsi, la ville d’Aalborg a été retenue pour
sa proximité avec un port bordé de quais
permettant de décharger les pales, dont
certaines mesurent plus de 50 m de long.
« Notre défi consiste à garantir que toutes
nos pales de rotor, qui pèsent parfois jusqu’à
16 tonnes, sont fabriquées avec une telle
précision qu’elles fonctionneront parfaitement
pendant 20 ans sans nécessiter aucune modification ni aucun ajustement. » Pour ce faire,
les pales doivent présenter, en dépit de leurs
dimensions extraordinaires, une forme aérodynamique optimale et une robustesse à toute
épreuve. En effet, nombre d’entre elles sont
3
destinées à des parcs éoliens offshore, des sites
où les coûts de réparation et de remplacement
sont considérables. « Pour le fabricant, effectuer une réparation en haute mer coûte environ 10 fois plus cher que sur une installation
côtière », précise Claus Burchardt. « Un vent
soufflant à 10 m/s équivaut à une force de
100 tonnes exercée chaque seconde sur le
rotor. La pale doit donc être particulièrement
résistante ! »
Ces exigences de qualité strictes ont conduit
de nombreux fabricants à abandonner leurs
activités offshore. Entre-temps, Siemens est
devenu non seulement le plus expérimenté,
mais aussi le premier des fournisseurs de
turbines éoliennes offshore.
21
Matériaux pour l’environnement | Turbines éoliennes
Avant l’installation des turbines en mer (en bas),
Henrik Stiesdal (à droite) s’assure que tout
est parfait, de l’assemblage (au centre)
à l’essai de fatigue final (à gauche).
Cuisson des pales. Dans le hall de production
de 250 m de long du site d’Aalborg, de
gigantesques moules en forme de pale sont
posés sur le sol ou suspendus au plafond.
Pas la moindre odeur de produit chimique, et
les ouvriers ne portent pas de vêtements de
protection… « Il y a quelques années, nous
avons développé un procédé permettant de
fabriquer les pales d’une seule pièce », explique
Claus Burchardt. « Grâce à cette méthode
intégrale, dite « one-shot », nous pouvons nous
passer de matières adhésives. Ainsi, le personnel
n’est pas exposé à des vapeurs toxiques.
De plus, aucun composant individuel ne vient
encombrer le hall. Nous obtenons une pale de
rotor moulée en une fois, par conséquent sans
jointure, ce qui la rend bien plus résistante que
les autres ».
À l’autre extrémité du hall de production, Claus
Burchardt s’arrête au niveau d’un des moules.
Un ouvrier est en train de le garnir d’une sorte
de textile blanc ayant à la fois l’apparence d’une
moquette finement tissée et la texture du
Pour rigidifier l’ensemble, on insère une couche
de bois entre les couches de fibre », dévoile
Claus Burchardt. « On prépare de même l’autre
côté de la pale, puis on joint les deux parties.
Mais au lieu de les fixer à l’aide d’un adhésif,
on remplit l’intérieur de sacs d’air, puis on
injecte plusieurs tonnes de résine époxy liquide.
Cette dernière s’insinue de façon homogène
entre les sacs et la fibre de verre, faisant
adhérer les deux côtés de la pale. Enfin, on cuit
la pièce pendant 8 h à 70 °C ».
Pendant ce temps, un moule a été descendu du
plafond. C’est seulement maintenant que la
forme bombée de l’énorme pièce se dévoile
entièrement. Le moule fermé agit comme
un moule à gâteau avec four intégré. On le
chauffe une fois la résine époxy injectée, et la
pale se solidifie en cuisant. À l’intérieur, les
sacs, qui résistent à la chaleur, empêchent
la pale de s’affaisser. « Grâce à cette méthode,
48 heures suffisent à produire une pale
complète, soit une journée pour disposer les
couches de fibre de verre, et une autre pour
Selon un procédé breveté, les pales d’éolienne
sont moulées et cuites d’une seule pièce.
statique mesure à nouveau leur endurance.
À Brande, ville de 6 000 habitants située à
150 km au sud d’Aalborg, 2 000 collaborateurs
de Siemens fabriquent l’élément clé de toute
centrale éolienne : la nacelle. Au cours d’une
sortie dans la campagne danoise, jalonnée de
champs, de fermes et d’éoliennes - le pays en
compte quelque 3 500 -, je demande pourquoi
les principaux fabricants de centrales éoliennes
sont implantés au Danemark.
« Il y a des raisons historiques à cela », répond
Henrik Stiesdal, Directeur technologique du site
Siemens de Brande. « Tout a commencé avec
la crise pétrolière de 1973-1974. Cherchant
à réduire sa dépendance au pétrole, le Danemark
a envisagé la possibilité de construire des
centrales nucléaires. En réponse, de talentueux
ingénieurs ont conçu les premières turbines
éoliennes. Au milieu des années 1980,
différents pays ont fait de l’énergie éolienne
une activité lucrative en instaurant des
mesures d’incitation fiscale. Seul pays à posséder
le savoir-faire indispensable pour construire
des systèmes parfaitement fonctionnels, le
Danemark a connu un véritable essor. Et cela
continue. »
Malgré le beau temps - au sens danois du
terme - Henrik Stiesdal se réjouit de devoir
rester dans son confortable bureau. « Les premières éoliennes que nous avons construites
au début des années 1980 affichaient une
puissance de seulement 22 kilowatts. Depuis,
la puissance a pratiquement doublé tous les
4 ans. Aujourd’hui, nos centrales de 2,3 et
3,6 mégawatts offrent une puissance plus de
100 fois supérieure. Mais notre activité repose
à près de 80 % sur les centrales de plus petite
envergure. Du moins pour l’instant. »
Henrik Stiesdal désigne une grande carte
d’Europe. « Nous venons d’achever l’installation
de la ferme éolienne de Burbo - notre premier
parc offshore basé sur la nouvelle turbine de
3,6 mégawatts - située au large de Liverpool.
Il aura suffi d’un mois et demi pour réaliser
ce projet. Avec une puissance totale de
90 mégawatts, le parc alimentera plus de
80 000 foyers d’ici la fin 2007. L’an prochain
verra un autre projet de 54 turbines, le plus
vaste parc éolien offshore du monde, sur la
côte Est de l’Angleterre. Et en tant que seule
entreprise capable de fournir des turbines de
cette puissance, nous avons déjà reçu d’autres
commandes ».
L’enthousiasme d’Henrik Stiesdal se lit dans ses
yeux. « Cette année, nous allons construire
plusieurs centrales éoliennes, pour une puissance totale de 1 500 mégawatts, qui produiront
4 milliards de kilowattheures par an, soit
environ 12 % des besoins en électricité du
Danemark. Au large de la côte Sud de Lolland,
notre parc éolien offshore de Nysted (165 MW)
génère assez d’électricité pour approvisionner
ma ville de résidence, Odense, et ses 185 000
habitants - foyers, industries et éclairage public
confondus », expose-t-il avant d’entrer dans
l’immense hall de production des turbines.
Les premières turbines éoliennes affichaient une
puissance de 22 kilowatts - 100 fois moins qu’aujourd’hui.
rotor commence à tourner, son mouvement est
transmis par l’arbre au multiplicateur, lequel
transfère le couple - variable en fonction de la
force du vent - au générateur, qui produit alors
de l’électricité. »
Henrik Stiesdal souligne qu’un équipement de
cette ampleur ne se limite pas à un ensemble
de pièces mécaniques. « Aujourd’hui, une
turbine de 2,3 mégawatts comme celle-ci fait
largement appel à l’électronique et comprend
de nombreux systèmes de processeurs.
Le fonctionnement d’une éolienne, à première
vue simple à comprendre, est bien plus complexe qu’il n’y paraît. » Ceci est d’autant plus
vrai lorsque l’on considère la plus puissante de
toutes : la turbine de 3,6 MW. En chemin
vers la salle qui accueille ce mastodonte, nous
traversons l’aire d’entreposage. Tous les composants des turbines éoliennes sont soigneusement empilés, attendant d’être montés. Sur la
gauche, les nez en acier, qui viendront couvrir
les moyeux, au centre, les nacelles et, sur la
droite, les gigantesques moyeux de rotor, pesant
chacun autour de 35 tonnes. Les pales produites
à Aalborg sont livrées directement sur le site
d’implantation. Les différents éléments des mâts,
qui peuvent atteindre 120 m de haut, proviennent de fournisseurs externes - du Danemark,
d’Allemagne, des États-Unis ou de Corée, selon
la destination du parc éolien.
La voici enfin : la nacelle blanche de la turbine
de 3,6 mégawatts ! Elle présente une forme
angulaire, qui la distingue des modèles inférieurs. Elle est également plus imposante, avec
ses 13 m de long, ses 4 m de large et ses 4 m
de haut. On accède aux « entrailles » de la
turbine par une échelle. Les différents éléments
sont répartis sur deux étages. « Tout est plus
grand dans cette turbine », commente Henrik
Stiesdal non sans euphémisme. « Mais nous
travaillons déjà sur des systèmes encore plus
impressionnants. Sous peu, les pales de nos
turbines éoliennes pourraient bien dépasser
les 60 mètres… »
Sebastian Webel
Premier parc d’éoliennes
nouvelle génération en France
Le parc éolien français a franchi au 1er juin 2007
le cap des 2000 MW installés et les conditions
semblent donc réunies pour que cette énergie
prospère. Objectif affiché : une puissance
installée de 10 000 MW en 2010.
Siemens Power Generation va équiper de
11 éoliennes un nouveau parc en France
pour Eolfi, un producteur d’énergie verte qui
acquiert, développe, finance, construit et
exploite des parcs éoliens en Europe.
plastique. « C’est de la fibre de verre. Une fois
injectée avec de la résine époxy, elle se
transforme en un composite plastique renforcé
de fibres. Contrairement aux produits de nos
concurrents, nos pales de rotor ne contiennent
pas de polychlorure de vinyle (PVC), source
de dioxines. Cela signifie qu’à l’issue de leurs
20 années d’exploitation, leur élimination ne
pose aucun problème car elles sont essentiellement composées de fibre de verre recyclable. »
Comment un morceau de tissu peut-il conférer
une telle robustesse à une pale de rotor ?
« Le moule est d’abord tapissé de plusieurs
couches de fibre de verre. En fait, il faut
7 tonnes de fibre de verre pour faire une pale
de 45 m, et 12 tonnes pour une pale de 52 m.
22
l’injection de la résine et la cuisson », indique
fièrement Claus Burchardt. « Ensuite, la pale
est ajustée et peinte en blanc. Ce procédé
est un savant mélange de haute technologie et
d’artisanat. » Lorsqu’elles sont prêtes, les pales
de rotor sont livrées aux clients par camion
ou par bateau.
De bonnes vibrations. Avant livraison,
quelques exemplaires sont soumis à une série
d’essais statiques et dynamiques. D’abord, ils
subissent 1,3 fois la charge d’exploitation
maximale. Afin de simuler la fatigue du matériau après 20 ans de service, ils sont ensuite
placés sur un banc d’essai spécial qui les fait
vibrer près de 2 millions de fois. Enfin, un essai
Des géants de 500 tonnes. D’imposantes
nacelles métalliques, contenant chacune une
machine de 2,3 mégawatts, sont alignées.
Nous nous approchons de l’une de ces structures
arrondies : les panneaux supérieurs sont relevés, offrant une vue sur l’intérieur. « Nous
sommes à l’avant de l’arbre de transmission.
C’est à cet endroit que le rotor et ses trois pales
seront montés. S’agissant d’une turbine offshore, cette opération aura lieu en pleine mer.
Les mâts, eux, sont assemblés à terre. Un
bateau équipé d’une grue, spécialement conçu
pour ce travail, achemine les mâts, les nacelles
et les pales de rotor jusqu’au site offshore.
L’installation d’une turbine de 500 tonnes
prend moins d’une demi-journée. Lorsque le
L’installation débutera en juin 2008 près de
Longuyon en Lorraine. Ce sera le premier parc
français d’éoliennes nouvelle génération d’une
puissance de 2,3 MW chacune contre 1,3 MW
auparavant, équipées d’un rotor de 93 m contre
62 m, et fonctionnant en vitesse variable grâce
à un convertisseur de fréquence. 96 éoliennes
de première génération installées par Siemens
épousent déjà les vents du LanguedocRoussillon et de Bretagne.
Siemens France a pour objectif d’installer
200 machines d’ici à 2010 pour une puissance
totale supérieure à 300 MW et le Groupe vise
l’une des trois premières places mondiales.
23
Matériaux pour l’environnement | Optimiser les aubes de turbine
Le revêtement de 300 micromètres
prolonge la durée de vie des aubes de turbine,
dont celles de la plus grande turbine à gaz
du monde (ci-contre, photo de droite).
mécaniques du revêtement protecteur et empêche l’aluminium de pénétrer dans le matériau
sous-jacent, évitant ainsi qu’il ne s’oxyde. Grâce
à ce revêtement d’une épaisseur de seulement
300 micromètres, l’alliage à base de nickel des
aubes peut endurer plus de 25 000 heures de
service à des températures maximales (contre
4000 heures sans revêtement), soit davantage
que les exigences minimales des exploitants de
centrales.
Le revêtement de Werner Stamm joue également le rôle d’agent adhésif pour les couches
d’isolation thermique en céramique. Pour une
température des gaz d’environ 1500 °C, ce
système composite agent adhésif/céramique
– allié à un dispositif de refroidissement qui propulse de l’air sur les aubes via d’étroites buses –
abaisse la température de surface du métal de
1200 à 950 °C dans la première rangée d’aubes.
Les revêtements les plus récents peuvent même
isoler thermiquement les surfaces céramiques
dont la température atteint 1350 °C.
Toujours plus chaud
Grâce aux nouveaux matériaux, les aubes des turbines à gaz et à vapeur
sont plus résistantes à la chaleur et à la corrosion, ce qui a pour effet d’accroître
le rendement, de réduire la consommation de carburant et de limiter la pollution.
E
n cuisine, un peu de sel et quelques épices
transforment un plat fade en un mets goûteux. Mais réussir à les doser et à les marier demande une certaine expérience. Werner Stamm
– « grand chef » du service de recherche sur les
matériaux de Siemens Power Generation (PG),
à Mülheim an der Ruhr, en Allemagne – le sait
bien. Il n’a de cesse d’élaborer de nouvelles
« recettes », pour lesquelles il n’a jamais reçu de
24
prix culinaires, mais pas moins de 52 brevets et
le titre d’« Inventeur de l’année 2006 ». En fait,
ses recettes sont destinées à rendre les aubes
des turbines à gaz plus résistantes à la chaleur
et à la corrosion.
La cuisine de Werner Stamm s’est récemment
enrichie d’un nouvel « ingrédient » : le rhénium,
un métal rare qui se caractérise par un point de
fusion très élevé et une haute densité. Ajouter
1 à 2 % de rhénium à un revêtement composé
de cobalt, nickel, chrome, aluminium et yttrium
(MCrAlY) confère au mélange des propriétés
hors du commun.
À des températures élevées, la surface du mélange MCrAlY se couvre d’une couche d’oxyde
d’aluminium qui protège les aubes de la turbine
de l’oxygène contenu dans les gaz de combustion. Le rhénium améliore les propriétés
Des dixièmes de pourcent très convoités.
Malgré cela, Werner Stamm et ses collègues ne
sont pas satisfaits. En effet, si l’augmentation
de la température se traduit par une amélioration du rendement du système (c’est-à-dire de
la part d’énergie utile issue de la combustion),
du fait de la hausse des prix des matières premières, les concepteurs et exploitants de centrales luttent âprement pour gagner ne seraitce que quelques dixièmes de pourcent. Ce sont
ces raisons qui ont motivé le développement
de la turbine à gaz la plus moderne et la plus
puissante (340 mégawatts) du monde, fournie
par Siemens à l’Allemand E.ON, en 2007, pour
sa centrale d’Irsching. L’utilisation combinée de
la centrale géante et d’une turbine à vapeur
est prévue pour 2011 – le rendement de ce
système devrait battre l’actuel record de 60 %.
« Nous entrons dans un tout nouveau domaine
technologique. Et nous espérons vivement que
cette efficacité accrue conduira à une baisse
des coûts de production d’énergie », commente
Johannes Teyssen, directeur d’exploitation
d’E.ON AG, à Düsseldorf.
Les premières turbines Siemens
à Pont-sur-Sambre
Siemens a livré en ce début d’année 2008
ses turbines pour la centrale Poweo
de Pont-sur-Sambre dans le Nord (59). L’ensemble
des gros équipements (turbine à gaz, transformateur,
turbine à vapeur et alternateur) se trouvant
maintenant sur site, la centrale devrait entrer
en activité en janvier 2009. Ce projet est la première
centrale à cycle combiné 100 % gaz naturel en France
pour Siemens.
Fin 2005, Poweo décide de développer ses propres
Livraison des turbines à Pont-sur-Sambre.
capacités de production en élargissant son offre au
gaz et sélectionne Siemens France. Le partenariat
industriel entre Poweo et Siemens porte sur trois aspects : la livraison clés en main, la maintenance
étendue sur six ans de la centrale électrique comprenant un cycle combiné à gaz « Single Shaft »
de 412 MW avec le couplage d’une turbine à gaz de la gamme SGT5-4000F et d’une turbine à vapeur
SST5-3000, et enfin l’intention d’une prise de participation par Siemens Project Ventures.
L’air de refroidissement des aubes, qui circule
dans la turbine, nuit au rendement du système. Réduire la quantité d’air pourrait donc représenter un moyen de gagner en efficacité,
mais cela entraînerait une élévation de la température dans la première rangée d’aubes de
plus de 100 °C – une chaleur excessive pour les
matériaux actuels. La turbine à gaz d’Irsching
est déjà équipée d’un système de refroidissement optimal, grâce au revêtement protecteur
MCrAlY. Toutefois, tant qu’elle n’aura pas fonctionné en conditions réelles durant plusieurs
années, sa résistance ne pourra pas être déterminée avec exactitude.
L’immense potentiel des revêtements réfractaires et calorifuges reste encore inexploité.
Par exemple, si les chercheurs étaient en mesure
d’augmenter la température de surface de la
céramique et de réduire la formation d’oxydes
sur la couche MCrAlY, le système offrirait un
rendement et une durée de vie nettement
supérieurs. En fait, ce type de céramique n’est
qu’une étape intermédiaire qui préfigure des
céramiques ne nécessitant aucun refroidissement. Pourtant, selon Werner Stamm, la route
est encore longue : « Peut-être d’ici 15 ans…
Mais c’est ce que l’on disait déjà il y a 15 ans ».
L’acquisition de Westinghouse par Siemens a
donné un nouvel élan au développement des
céramiques. Les ingénieurs essaient à présent
d’augmenter les températures – et par là même
le rendement – en utilisant la céramique oxydée. D’autres entreprises du secteur optent,
quant à elles, pour un matériau de base en carbure de silicium, dont la structure et les propriétés s’apparentent à celles du diamant. Cette
céramique à haute résistance présente néanmoins un inconvénient de taille : elle s’oxyde
au contact de l’oxygène à des températures
élevées. Or, l’oxygène est omniprésent dans
une turbine à gaz. Les chercheurs Siemens
travaillent donc au développement d’une
céramique oxydée, c’est-à-dire déjà modifiée
par réaction avec l’oxygène. La rigidité moindre
de ce matériau ne pose pas de problème, le
critère le plus important étant son coefficient
de dilatation thermique, supérieur à celui du
carbure de silicium.
Quoi qu’il en soit, la céramique reste fragile et
les aubes doivent être consolidées pour supporter le minimum de 25 000 heures de service exigé par les clients. Ulrich Bast, de Siemens
Corporate Technology, à Munich, et ses collègues d’Orlando, en Floride, s’y emploient : ils
développent et testent une céramique renforcée de fibres. « Les fibres subissent les contraintes et préservent la céramique, même si
des fissures se sont déjà formées par endroits »,
explique Ulrich Bast. La combinaison de deux
25
Matériaux pour l’environnement | Optimiser les aubes de turbine
matériaux fragiles – une matrice céramique et
des fibres – se traduit par une tolérance élevée
aux contraintes et aux dommages. La chaîne
comporte toutefois un maillon faible : les fibres
oxydées (en oxyde d’aluminium et de silicium)
qui, bien qu’elles ne réagissent plus avec l’oxygène, ne résistent pas à des températures dépassant 1200 °C. La céramique seule supporte
1700 °C. Utilisée dans certains composants des
turbines à gaz, elle ne requiert donc pas de
refroidissement. En revanche, les composites
à base de fibres doivent être protégés de la
chaleur extrême des gaz de combustion par un
épais isolant en céramique. Des tests effectués
sur un segment d’anneau en céramique renforcée de fibres ont donné des résultats très
prometteurs.
Une roue à aubes surdimensionnée.
Jörn Bettentrup, responsable des projets de développement chez Siemens PG, conçoit de
nouvelles aubes pour le dernier étage des tur-
Siemens remporte un nouveau projet
avec Endesa France en Lorraine
Siemens construira pour Endesa France les futurs groupes gaz implantés sur le site de la centrale
Émile Huchet à Saint-Avold (Moselle). Il s’agit de deux unités à cycle combiné au gaz naturel
d’une puissance globale de 860 MW et à haut rendement d’environ 57 %. Ce sont les premières
unités de ce type qu'Endesa France construira dans l’Hexagone. Elles permettront une augmentation
de 30% de la capacité installée de l'entreprise.
Aboutissement de 3 ans de démarche, ce chantier d’envergure devrait durer plus de 2 ans et réunir
en phase de pointe près de 800 personnes. La mise en exploitation de ces unités prévue en 2010
devrait contribuer à pérenniser le site de production d’Emile Huchet au-delà de 2030. La production
annuelle d’énergie attendue correspond à la consommation électrique de plus d’un million de foyers.
La signature du contrat porte principalement sur la fourniture clé en mains des deux cycles combinés
utilisant la technologie « single shaft » (2 turbines et un alternateur implantés sur un seul et même
arbre). Ce principe permet de réduire les délais de construction. Les chaudières de récupération
seront fournies par la société CMI, spécialisée dans ce type d’équipement.
Le lancement de ce projet constitue la première étape de la réalisation du plan industriel d’Endesa
France, qui prévoit la mise en service à l’horizon 2010/2011 de 3000 MW de nouvelles capacités de
production alimentées au gaz. La centrale d’Emile Huchet représente le 2ème plus grand projet de
construction de nouvelles capacités électriques en France après l’EPR d’EDF de Flamanville et le plus
grand projet de construction en cycle combiné gaz.
Cette technologie permet d’obtenir des rendements proches de 60 %, contre environ 45 % pour une
centrale thermique classique de dernière génération. Le principe du cycle combiné est la
récupération de chaleur : les gaz d’échappement de la turbine sont récupérés dans une chaudière
pour générer de la vapeur qui entraîne ensuite une turbine à vapeur couplée comme la turbine à gaz
à l’alternateur.
Ce système à deux turbines,
avec récupération de la chaleur, permet
donc une augmentation significative de
rendement. Bien qu’utilisant une énergie
fossile, cette technologie est intéressante
en termes de performances et de coût.
De plus, comparée à la combustion
du charbon, celle du gaz naturel engendre
des émissions atmosphériques fortement
réduites : réduction de 85 % des oxydes
d’azote et de 65 % de gaz carbonique
| Éclairage
bines à vapeur basse pression, généralement
associées à des turbines moyenne et haute
pression. La vapeur se détend progressivement
dans les trois turbines, puis sa température
et sa pression diminuent pour atteindre, respectivement, 30 °C et 45 millibars. La détente
entraînant une augmentation du volume du
flux, la dernière roue à aubes doit être la plus
large de toutes. La surface de flux de la plus
imposante roue à aubes de dernier étage créée
par Siemens est de 12,5 m2. Jörn Bettentrup et
son équipe cherchent à présent à construire
une turbine à vapeur dotée d’une roue à aubes
de 16 m2 – un record – également destinée à la
centrale d’E.ON située à Irsching.
Les clients sont intéressés par cette roue géante
pour la simple raison qu’elle peut remplacer
deux aubages de 8 m2, ce qui permet de réduire l’encombrement, le nombre de paliers et les
tuyauteries, et de réaliser ainsi d’importantes
économies. Toutefois, les développeurs font
face à un défi majeur : les forces centrifuges
associées imposent d’énormes contraintes aux
aubes. À 3000 tours par minute, une force de
plusieurs centaines de tonnes s’exerce sur leurs
talons et sur les gorges qui les joignent au
rotor. Les ingénieurs doivent donc recourir à un
matériau très rigide, mais également léger, de
manière à réduire la force centrifuge. Ils ont
opté pour le titane, un métal un peu plus résistant et environ deux fois moins lourd que l’acier
classique des turbines. Si le titane présente une
bonne résistance à l’érosion, sa capacité à
amortir les vibrations est, en revanche, légèrement inférieure à celle de l’acier, d’où les
accouplements et les éléments de support
spécifiques qui équipent les aubes en titane.
La plupart des constructeurs proposent désormais des aubes en titane pour le dernier étage
de leurs turbines basse pression. Mais aucun
n’a osé voir aussi grand que Siemens. Il reste
à réaliser les essais et les expérimentations
qui permettront de surmonter les difficultés
techniques avant la validation de la conception.
Cependant, tous les paramètres d’exploitation
ont déjà été testés pendant près de 2 ans sur
une petite turbine d’essai.
L’équipe de développement doit maintenant
s’attacher à optimiser la conception des aubes
en titane, plus compliquées et donc plus chères
à produire que les aubes en acier. Et la facture
s’allonge du fait des prix élevés et de plus en
plus volatiles des matières premières. Malgré
cela, selon les calculs de Jörn Bettentrup :
« Les clients en sortiront largement gagnants ».
L’électroluminescence
sous les feux de la rampe
Avec les LED blanches, les concepteurs d’Osram atteindront bientôt leurs objectifs
de réduction de la consommation d’énergie, d’élimination des matériaux nocifs
et d’optimisation de la durée de vie.
E
lles sont minuscules. Et pourtant, les diodes
électroluminescentes (LED) contribuent
considérablement à la protection de l’environnement. Une LED blanche consomme en effet
cinq fois moins d’énergie qu’une ampoule
à incandescence classique et dure 50 fois plus
longtemps. Et, contrairement à une ampoule à
économie d’énergie standard, elle ne contient
pas de mercure.
D’une luminosité de 1000 lumens – supérieure
à celle d’une ampoule halogène de 50 watts –
Ostar Lighting, constituée de 6 puces LED
d’un millimètre carré chacune, est la vedette
de sa catégorie. Son rendement lumineux
de 70 lumens par watt relègue dans l’ombre
l’ampoule à incandescence, qui n’affiche que
15 lm/W. « Avec Ostar, nous avons réussi à générer une surface d’éclairage exceptionnelle »,
se réjouit Steffen Köhler, responsable du projet
chez Osram Opto Semiconductors à Rattisbonne,
en Allemagne. Les LED destinées à l’éclairage
général se doivent d’être suffisamment imposantes pour fournir une grande quantité de
lumière.
Plus facile à dire qu’à faire ! Les LED sont une
combinaison de cristaux semi-conducteurs,
dopés par des atomes introduits dans le réseau
cristallin pur et présentant une structure atomique régulière. Or, plus les cristaux sont grands,
plus le risque d’irrégularités et d’impuretés augmente. Et plus ces impuretés sont nombreuses,
moins la conversion d’électricité en lumière est
efficace. Steffen Köhler est persuadé qu’il est
possible d’augmenter la dimension et le rendement des puces. « L’objectif des 2000 lumens
reste parfaitement réaliste », soutient-il.
Des ampoules sans mercure. Les phares au
xénon contiennent peu de mercure qui se transforme en gaz sous l’effet de la chaleur.
De taille importante, les atomes de mercure sont
facilement percutés par les électrons dans le
plasma de ces lampes à décharge. La lumière
émise étant assez proche du spectre visible,
la transformation en lumière blanche réduit
les pertes. Le mercure fait également office
de tampon chimique et thermique : il prévient
et zéro émission d’oxydes de soufre.
Pose de la 1re pierre, le 28 novembre 2007,
Les performances des LED sont également conditionnées par les couches de matières
colorantes jaune et rouge-orange appliquées
sur la source lumineuse afin de transformer
la lumière bleue en lumière blanche. L’équipe
de Martin Zachau, chercheur chez Osram
et spécialisé dans ce domaine, utilise des
granulés de phosphore pour contrôler les
propriétés de dispersion des particules, afin
de modifier la lumière émise. Le rendement est
optimisé grâce à la composition chimique.
Un revêtement protecteur renforce, en outre,
la stabilité du phosphore.
Mais les LED ne reproduisent pas encore
les couleurs naturelles, car, contrairement au
soleil ou aux ampoules à incandescence, elles
n’émettent que des rayonnements bleus et
jaunes. L’équipe étudie donc un système
capable de transformer une partie de la
lumière bleue en jaune, mais aussi en vert et
en rouge. « Le spectre de la LED serait ainsi
complet, et le rendu colorimétrique parfait »,
explique Martin Zachau.
Pour accélérer les développements, Ute Liepold,
de Siemens Corporate Technology, à Munich,
prône la chimie combinatoire. Elle utilise une
plaque de métal perforée pouvant accueillir
96 creusets miniatures remplis de mélanges de
poudres, qui produisent de nouveaux phosphores après leur passage au four. Un manipulateur
commandé par PC est ensuite utilisé pour les
peser et les placer sur un porte-échantillon.
Cette méthode permet d’obtenir des centaines
d’échantillons par jour, afin de tester rapidement un maximum de compositions. « Mais
organiser et analyser toutes les données reste
un casse-tête », précise Ute Liepold.
Bernd Müller
sur le site de la centrale d’Emile Huchet.
l’oxydation et favorise la dissipation de la chaleur.
Néanmoins, c’est une substance toxique et polluante. Son utilisation étant restreinte par un
règlement de l’UE dans le secteur automobile,
les chercheurs étudient des alternatives.
Il y a un an, Osram lançait la lampe à
décharge Xenarc sans mercure, utilisant de
l’iodure de zinc – un gaz inoffensif. « Le développement de ce produit n’a pas été aisé »,
confie Christian Wittig, directeur marketing
des systèmes Xenarc. « Il nous a fallu adapter
l’ensemble de l’environnement électronique
et optique à cette technologie. » Les fortes
intensités des lampes au xénon multiplient les
contraintes des composants. Ainsi, Osram
a utilisé des électrodes et du verre quartz plus
épais. « La production est plus complexe,
mais il s’agit d’une avancée importante pour
l’environnement », affirme Christian Wittig. Ces
lampes sont déjà utilisées par les constructeurs
automobiles, dont Audi, Ford et Toyota.
Un avenir brillant. Les lampes fluocompactes
d’Osram contiennent du mercure, mais en
quantités inférieures à trois milligrammes.
« Il est pratiquement impossible de s’en
passer totalement », explique Ralf Criens, expert
environnement chez Osram. « Le mercure est
fixé à l’aide de poudre de fer, ce qui permet un
dosage très précis. » Plus la durée de vie d’une
lampe est longue, moins les remplacements
seront fréquents et plus la quantité de mercure
utilisée sera faible. Osram a ainsi développé
la lampe fluocompacte Dulux EL LongLife,
viable 15 000 heures.
« Cette caractéristique est un facteur essentiel
dans le développement de nouveaux produits,
mais nous devons également penser en termes
de systèmes », précise Ralf Criens. Il prédit
un avenir prometteur aux LED blanches,
pouvant éclairer 90 000 heures – une innovation qui devrait bientôt s’adapter aux éclairages
de sol, lampes à poser et autres applications
aussi performantes qu’écologiques, à des prix
compétitifs.
Andrea Hoferichter
La LED blanche Ostar, d’une luminosité supérieure
à celle d’une ampoule halogène de 50 watts.
26
27
Solutions de communication de demain | Scénario 2015
Panorama
31
Bienvenue dans
la maison intelligente
Alors que l'essor des connexions
haut débit favorise la mise
en réseau, les solutions Siemens
décuplent le confort et la sécurité.
34
Énergie en réseau
Les toutes dernières technologies
utilisent un réseau de capteurs qui
surveillent en permanence les
conditions d’exploitation.
36
Des données médicales
toujours disponibles
Grâce à la mise en réseau
des systèmes de communication
dans le domaine de la santé,
les patients bénéficient de soins
à la fois moins onéreux et
de meilleure qualité.
38
Siemens contre-attaque
Les experts de Corporate
Technology s’immiscent dans
les systèmes informatiques
dans le cadre de tests visant
à améliorer leur sécurité.
2015
Julien, concepteur de jeux vidéo, prépare
le dîner dans sa maison en réseau. La cuisine
sait de quels ingrédients il dispose et lui
suggère des recettes. Un large écran interactif
connecté à Internet permet à Julien de
Un conseil piquant
« chatter » avec des amis et de commander
de quoi concocter un plat exotique.
Et grâce à sa connexion par fibre optique,
il peut également travailler depuis chez lui.
28
Munich, 2015. Julien doit improviser un dîner car sa
femme va rentrer avec une invitée de dernière minute.
Seule sa communauté de cuisiniers peut le sauver.
«Q
u’est-ce qui te ferait plaisir pour dîner ? »
demande Julien à sa femme avant de
lui envoyer un baiser. « Ne me distrais pas, je
conduis ! » répond Catherine en lui faisant un
clin d’œil. « Je n’ai pas très faim, prépare ce
que tu veux. Je suis en route. D’après mon
navigateur, je serai là dans 20 minutes ».
« Tu veux regarder un film après manger ? »
« Bonne idée ! Tu peux utiliser l’abonnement au
nouveau service de location. Tu sais ? Celui qui
propose automatiquement des films susceptibles
de nous plaire… Choisis une comédie romantique, d’accord ? À tout de suite, je t’aime ! »
Le visage de Julien disparaît de l’affichage
du pare-brise de Catherine, remplacé par les
données du système de navigation et les
instructions de conduite. Catherine est médecin. Elle a monté un cabinet-conseil spécialisé
dans la mise en réseau de bases de données
relatives à la santé. Sa clientèle s’étend des
grandes cliniques aux petits centres médicaux.
Depuis ses études de médecine, il y a 20 ans,
la profession a radicalement changé. Aujourd’hui,
la santé est un secteur qui compte moins de
29
Solutions de communication de demain | Scénario 2015
Livraison de pizzas via Internet ? La nouvelle norme
| Le quotidien en réseau
CAT-iq permet les communications entre téléphones
mobiles et Internet, ouvrant la voie aux futures
applications de la maison en réseau.
médecins que de biotechnologues, informaticiens et développeurs logiciels. Cela semble
compliqué, mais grâce au diagnostic et au
traitement intégrés, les choses sont beaucoup
plus simples qu’auparavant.
Les informations sur le patient, ses antécédents
médicaux et, plus important, des cas similaires
rendus anonymes, sont désormais accessibles
à toutes les personnes concernées, ce qui facilite
la tâche des médecins. Ces derniers peuvent
établir les diagnostics plus rapidement, notamment à l’aide de bases de données génétiques
et protéiques, et choisir le traitement le mieux
adapté au patient. Catherine aide les établissements de santé à intégrer les technologies
de l’information dans leurs processus de travail
quotidiens. Aujourd’hui, elle a mis à jour les
logiciels d’une clinique privée pour patients
cardiaques.
Son mari, Julien, a fait de sa passion son métier :
il crée des scénarios pour RealNetGames, l’un
des plus grands éditeurs de jeux en ligne.
Travaillant chez lui, il utilise une connexion par
fibre optique de 10 gigabits grâce à laquelle
il peut dessiner les univers 3D du jeu de rôle
« Fellows of Glendalough » sur quatre écrans
géants. Avec ses collègues, il conçoit actuellement un nouveau niveau, que les 250 millions
de membres de la communauté des jeux
fantasy découvriront d’ici deux mois. Baptisé
« The Descent », ce niveau entraînera les
joueurs dans un dédale de grottes, où ils
rencontreront d’étranges créatures à première
vue hostiles, qui s’avéreront être les habitants
très évolués d’un monde parallèle souterrain.
Afin que son scénario soit aussi réaliste que
possible, Julien a passé beaucoup de temps ces
dernières semaines à discuter avec des spéléologues via diverses communautés Web 2.0.
Tous leurs postes de travail étant en réseau,
Julien et ses collaborateurs échangent aisément
leurs idées sur le projet et sont toujours informés des dernières modifications. Et comme le
système est doté d’une mémoire, des éléments
de travaux précédents peuvent être réemployés. En ce moment, Julien « construit » une
ville sur les berges d’une rivière souterraine.
Mais pour l’heure, il doit préparer le dîner.
Avant cela, il a sélectionné un film parmi les
suggestions du service Web et l’a commandé via
la vidéo à la demande. « Quand Harry rencontre
Sally 2 » - déjà un classique et l’un des films
préférés de sa femme. « Ces bases de données
interactives sont fascinantes », songe-t-il. « Elles
établissent des profils précis rien qu’en se basant
sur notre utilisation des médias. Catherine
aimerait chacun des films de la liste ! » Son fils,
Max, a terminé ses devoirs et est absorbé par
son jeu de science-fiction favori. Il gesticule
pour échapper à des adversaires imaginaires.
30
Julien consulte les idées de plats proposées
par sa cuisine intelligente en fonction des
ingrédients que contient le réfrigérateur. Il opte
pour les spaghettis carbonara : il reste encore
cinq œufs, et la prochaine livraison de produits
laitiers biologiques est prévue dans deux jours.
Une sonnerie l’interrompt dans le hachage des
oignons. Le visage de sa femme apparaît à
l’écran. « Désolée Julien, il y a du changement
pour ce soir. Une clinique vient de m’appeler :
leur base de données patient fait des siennes.
C’est probablement un problème de serveur
sans rapport avec mes logiciels, mais je ne
peux voir ça qu’avec ma collègue Cynthia. Je
suis au niveau d’un point d’accès sans fil haut
débit, donc la connexion réseau de voiture à
voiture est bonne. Mais ça va prendre du temps
car on va devoir vérifier tous les fichiers journaux. J’ai invité Cynthia à venir dîner après,
pour la remercier de son aide. Tu pourrais mijoter un petit plat spécial ? Cynthia me rappelle,
on va se mettre au travail… Salut chéri ! »
Un peu contrarié, Julien éteint le feu sous
la casserole d’eau et se connecte au site de
son club de cuisine. L’écran lui annonce que
247 membres sont en ligne. L’un d’eux aura
sûrement une bonne idée.
Il sélectionne ses ingrédients dans une fenêtre
du site, puis lance l’application de messagerie.
Les premières réponses ne tardent pas, dont
celle de Rob, un Anglais que Julien a connu via
un cours de cuisine en ligne dispensé par l’école
de Ferran Adrià, le célèbre chef espagnol.
D’un clic de souris, il établit une liaison vidéo
avec Rob dans une autre fenêtre et lui expose
la situation.
« J’ai l’impression que tu n’apprécies pas particulièrement Cynthia », constate Rob. « Je te
recommande donc un poisson au curry en
croûte de poivre, avec une sauce coco, des
épinards et des pommes de terre vapeur.
Je vais commander pour toi la pâte de curry et
le lait de coco chez Bombay Kitchen. Ils ont
des distributeurs en Allemagne : tu seras livré
d’ici 20 minutes ». Julien remercie Rob et sort
le poisson du congélateur…
Une heure plus tard, Cynthia, Catherine, Julien
et Max sont attablés. « Ouah ! Papa, tu t’es
vraiment surpassé » s’exclame Max. « Il a raison,
c’est délicieux », renchérit Catherine. De son
côté, Cynthia s’évertue à gratter le poivre qui
recouvre son poisson. Ses joues sont écarlates,
et des gouttes de sueur perlent sur son front.
« Oui, c’est très bon », approuve-t-elle. « Merci
encore pour cette invitation impromptue ».
Et Julien, souriant, de répondre : « Je vous en
prie, vous êtes toujours la bienvenue… »
Norbert Aschenbrenner
L’essor des connexions
haut débit favorise
la mise en réseau des
appareils domestiques,
notamment des systèmes
d’infotainment.
Les solutions Siemens
décuplent le confort et
la sécurité, à l’heure où
les nouvelles normes de
communication simplifient
l’interconnexion sans fil
des différents composants
système.
Bienvenue
dans la maison
intelligente
P
eter se connecte à Internet grâce à son
téléphone sans fil, note le numéro d’une
société de livraison de pizza, puis passe sa
commande. Sa femme, Sally, lui a envoyé une
carte postale virtuelle sur le téléviseur afin de
le prévenir qu’elle ne tarderait pas à rentrer
accompagnée de leurs deux enfants, Anne et
David. À son arrivée, le livreur est reconnu par
le système de sécurité de la maison, qui lui
ouvre la porte avant même qu’il n’appuie sur la
sonnette…
D’un point de vue technique, ce scénario
pourrait se concrétiser sous peu. Néanmoins,
les systèmes de communication, de loisirs, de
confort et de sécurité cohabitent rarement de
manière aussi harmonieuse dans la réalité.
« Nous en sommes encore aux systèmes
individuels, coûteux à installer et complexes
à modifier », expose Thomas Hauser, expert
en gestion technique des bâtiments chez
Siemens Building Technologies (SBT).
Pour y remédier, SBT a lancé, en 2007, un
système domotique complet : « Synco living ».
Une unité centrale munie d’un écran permet
aux particuliers de commander et de superviser l’ensemble des fonctions. Dans chacune des pièces, des capteurs transmettent
la température ambiante à l’unité centrale,
par ondes radio. Des régulateurs comparent
alors ces données aux différents paramètres
programmés et ajustent le chauffage en
conséquence.
31
Solutions de communication de demain | Maison en réseau
Sur la voie de la domotique sans fil…
Le système « Synco living » de Siemens Building
Technologies peut s’installer dans une habitation
existante et superviser 12 pièces.
Synco living se base sur KNX - une norme
internationale ouverte de gestion technique
des bâtiments. Thomas Hauser affirme que son
principal atout est de « permettre de coupler
le système de chauffage à des applications
électriques et de sécurité ». Tout le monde n’a
pas besoin de sécuriser son logement, mais les
dispositifs de régulation du chauffage tendent,
en revanche, à s’imposer. Les coûts d’installation
de Synco living sont, de plus, très faibles,
notamment grâce à l’alimentation des composants par batterie et aux connexions sans fil.
En outre, le système est compatible avec des
appareils KNX d’autres marques.
Dans le domaine de l’infotainment, on constate
qu’Internet s’étend à des produits tels que les
lecteurs MP3, les appareils photo numériques,
les téléphones mobiles, les consoles de jeu et
les téléviseurs. D’après Fujitsu Siemens Computers (FSC), les foyers en réseau auront besoin
de puissantes unités de stockage de données
capables de gérer les photos et les vidéos, ainsi
que le contenu Web et TV, auxquels les utilisateurs pourront accéder via WLAN et Internet.
FSC propose déjà un serveur domestique extensible, doté d’un disque dur de 500 Go.
« La télévision est notre priorité », explique
Björn Fehrm, responsable Digital Home de FSC,
qui souligne, à cet égard, l’importance des systèmes d’enregistrement sur disque dur. Quant
au système « Follow Me TV », il permet à l’utilisateur de continuer à suivre une émission sur
son ordinateur portable, connecté via WLAN
et le protocole Universal Plug-and-Play (UPnP),
s’il souhaite s’installer au jardin, par exemple.
Les opérateurs proposent désormais des
contenus TV via Internet (IPTV), bien que la navigation entre les chaînes nécessite des solutions
spécifiques interagissant de manière très
souple avec l’infrastructure réseau et les décodeurs. « Nous avons introduit une plate-forme
IPTV dès 2000. Aujourd’hui, quatre opérateurs
en Europe et plus de 80 aux États-Unis l’utilisent pour la diffusion haut débit », indique Udo
Biro, responsable produits IPTV chez Nokia
Siemens Networks (NSN). Des centaines de
milliers de personnes peuvent ainsi regarder
plus de cent chaînes en haute-définition, télécharger des vidéos ou enregistrer des programmes. « Dans un avenir proche, nous assisterons
également à la convergence des solutions IPTV
et des réseaux de radiocommunication mobile »,
affirme Udo Biro. Un utilisateur pourra alors
prendre une photo avec son téléphone mobile
et l’envoyer sur un portail Web afin que l’un de
ses amis puisse la télécharger sur son téléviseur.
Des programmes personnalisés. Lydia Aldejohann, responsable innovations chez Nokia
Siemens Networks, est persuadée que la télévi-
32
Disponibilité totale
sion du futur offrira de nombreux services personnalisés. NSN propose déjà un bouquet de
services appelé « Ivon » qui exploite les nouveaux décodeurs hybrides réceptionnant les
programmes TV par câble, satellite ou canaux
DVB-T et bénéficiant d’une connexion DSL pour
les fonctions interactives.
« Nous avons développé pour Ivon un client
logiciel intelligent qui crée des profils utilisateurs
dynamiques », commente Lydia Aldejohann.
Ces profils permettent au système d’enregistrer
et d’analyser les préférences des utilisateurs
afin que le décodeur puisse leur suggérer une
sélection de programmes à partir d’un guide
électronique. De plus, Ivon enregistre automatiquement les émissions correspondant au profil utilisateur défini. Cette solution est actuellement testée par Connect TV, en Finlande.
« Ivon pourrait être commercialisé dès 2008 »,
ajoute Lydia Aldejohann.
L’élargissement d’Internet à la téléphonie se
poursuit. Avec la technologie CAT-iq (Cordless
Advanced Technology-internet and quality) qui succède à DECT (Digital Enhanced Cordless
Telecommunications) - les signaux radio sont
transmis dans le monde entier, sur des bandes
de fréquence libres, et ne sont pas affectés par
les systèmes WLAN ou Bluetooth. « La téléphonie CAT-iq est d’une telle qualité que vous avez
l’impression que votre interlocuteur est juste à
côté de vous », affirme Erich Kamperschroer,
président du Forum DECT et responsable technologies et innovations chez Siemens Home
and Office Communication Devices (SHC). De
plus, les batteries des appareils CAT-iq ont une
autonomie supérieure à celle des téléphones
WLAN, et leur portée en intérieur - 50 m - est
également exceptionnelle.
Les téléphones sans fil CAT-iq peuvent accéder
directement à Internet et aux futurs réseaux
exploitant Internet. « Des applications, telles
que la numérotation directe à partir d’un répertoire Internet, vont enfin voir le jour », se ré-
jouit Erich Kamperschroer. Cette technologie va
peut-être aussi populariser la radio par Internet
car, selon lui, elle est actuellement la seule à
garantir une qualité du signal uniforme. Elle
pourrait également compléter le LAN et le
WLAN sous forme de système domestique de
distribution de données.
Le WLAN montre en effet ses limites en haut
débit, notamment, en cas de raccordement de
plusieurs téléviseurs. SHC propose donc un système large bande utilisant des fibres optiques
en plastique, destiné aux réseaux domestiques
hautes performances. Pour le moment, ces
câbles en polymère d’une épaisseur de 1,5 mm
peuvent transmettre les données à 50 m, à un
débit constant de 100 Mbits/s. « Si nous réussissons à améliorer le traitement des signaux,
le débit passera à 1 Gbit/s, et la portée à
100 m », précise Sebastian Randel de Siemens
Corporate Technology (CT). Un prototype
devrait être prêt pour la fin de l’année.
Joachim Walewski travaille actuellement chez
CT, à Munich, sur une transmission optique
sans fil des données. Contrairement aux fibres
de polymère qui utilisent la lumière rouge, son
système exploite la lumière blanche d’une
source LED, dont la modulation est trop rapide
pour être perceptible par l’œil humain. « Un
plafonnier à LED doté d’une connexion DSL
peut ainsi à la fois éclairer et envoyer un signal
vidéo au téléviseur. Nos débits sont cependant
encore trop lents », précise Joachim Walewski.
Il espère atteindre les 250 kbits/s, l’objectif
étant fixé à 100 Mbits/s d’ici fin 2008.
Mais dans notre scénario, Peter bénéficie déjà
de débits élevés. Après avoir terminé leurs pizzas, Sally et lui visionnent un enregistrement
du journal télévisé, pendant qu’Anne regarde la
télévision sur Internet, dans sa chambre - grâce
à des câbles en polymère - et que David chatte
avec ses amis, via sa webcam, et partage des
vidéos.
Nikola Wohllaib
Le travail gagne en efficacité lorsque les collaborateurs peuvent être joints
des téléphones mobiles Nokia spéciaux, qui fonctionnent sur le réseau GSM
à tout moment, où qu’ils se trouvent et quels que soient le réseau et le terminal
et sur le WLAN. Chaque collaborateur est ainsi joignable à un numéro unique
qu’ils utilisent. Pour optimiser les communications, Siemens a mis au point le
et dispose d’un seul système de messagerie vocale. Ces téléphones bi-mode
système OpenScape. « OpenScape utilise le protocole SIP (Session Initiation
offrent toutes les fonctionnalités d’une ligne fixe : renvoi d’appel, mise en
Protocol) pour mettre en relation les différents réseaux, tels que le LAN d’une
attente, conférences téléphoniques, etc. Les appels peuvent être commutés
entreprise, le réseau de radiocommunication mobile et le réseau de téléphonie
du WLAN de l’entreprise au réseau sans fil d’un téléphone mobile sans
fixe », explique Karl Klug, responsable innovations chez Siemens Enterprise
la moindre interruption de communication. La solution HiPath Mobile Connect,
Communications (SEN). Le protocole SIP transmet les communications vocales
déjà testée avec succès par 10 sociétés en Europe, est disponible depuis l’été 2007.
sur les réseaux IP, détermine l’identité des appelants et achemine les appels vers
Pour garantir la continuité des communications, des services de messagerie vidéo,
le téléphone sur lequel le collaborateur est joignable.
texte et tous types de messageries instantanées en ligne peuvent être intégrés.
OpenScape est actuellement utilisé par de nombreux clients, dont Accenture
et Telstra, leader australien de la fourniture de services de communication
Fin 2007, OpenScape devrait également inclure une solution de visioconférence.
professionnels. IBM a récemment intégré des composants OpenScape
« Nous avons conçu une solution de téléprésence économique pour le grand
spécifiques à sa solution de téléphonie Lotus.
public », confirme Johann-Heinrich Schinke. Ces systèmes de visioconférence
de nouvelle génération utilisent des caméras haute résolution et des écrans
« Nous travaillons avec des interfaces ouvertes depuis 2006 », commente
surdimensionnés afin de donner l’impression que les différents participants
Karl Klug. Le protocole SIP permet à des entreprises de toute taille de combiner
à la réunion sont présents autour d’une même table. Cette solution exploite
la téléphonie Internet (Voix sur IP ou VoIP) avec les systèmes classiques et les
des systèmes de communication SIP, tels que le HiPath 8000 qui peut aisément
réseaux de radiocommunication mobile, sans oublier les softphones. « Pour les
être intégré à l’infrastructure informatique d’une société et qui permet la
sociétés de 20 employés maximum, nous proposons le système HiPath BizIP »,
convergence des services voix et données et des applications multimédias.
précise Franz Kneissl, responsable produits. OpenScape ne requiert aucun
Au cours de la visioconférence, les différents intervenants peuvent ainsi corriger
central téléphonique, puisque chaque terminal assure les fonctions de
des documents ou échanger des opinions via la messagerie instantanée.
commutation et se configure automatiquement grâce au protocole Peer-to-Peer.
A terme, ce type de solution devrait offrir des applications pour le Web 2.0
SEN a également développé la solution HiPath Mobile Connect, en collaboration
(Internet interactif), telles que l’indexation commune d’images,
avec Nokia. HiPath Mobile Connect combine VoIP, Voix sur WLAN et radiocom-
de commentaires et de données géographiques (tagging). En réalité,
munications mobiles. Ce système peut reconnaître en tant qu’extensions
SEN travaille déjà sur les interfaces et produits nécessaires à ces applications.
33
Solutions de communication de demain | Gestion des centrales
La centrale de chauffage de Spittelau, à Vienne, est
supervisée par un système de communication sans
fil Siemens. Le système de conduite T3000 (à droite)
se pilote en ligne, via un navigateur Web.
L
es centrales électriques prévoient et disposent de réserves suffisantes pour faire face
à des consommations d’électricité pouvant
grimper en flèche.
La gestion des charges de pointe requiert une
préparation minutieuse. Les convoyeurs à
courroie doivent acheminer une plus grande
quantité de charbon afin que les chaudières
génèrent davantage de vapeur, augmentant la
quantité d’électricité produite. L’enchaînement
de ces différentes actions exige souvent une
précision extrême, car chaque seconde compte.
Un système entièrement automatisé peut
parfaitement mener cette tâche à bien.
La transparence de l’intégration et des communications est essentielle pour une centrale.
Dans le secteur de l’énergie, des millions d’euros
dépendent parfois de la rapidité d’une décision.
C’est d’ailleurs le cas pour la centrale de chauffage de Spittelau, à Vienne, qui alimente la ville
à partir de l’incinération de déchets. Elle est
dotée d’un système de communication sans fil
qui permet de la piloter, ainsi que plusieurs
autres installations, à partir d’une salle de
commande centrale.
Siemens Power Generation (PG) est à l’origine
de l’un des systèmes de conduite les plus sophistiqués du marché : SPPA-T3000. Ce système
d’automatisation de quatrième génération
offre une vue d’ensemble actualisée de l’état
d’exploitation de la centrale. Intégré à un bloc
de 1000 mégawatts, il peut superviser en
permanence jusqu’à 100 000 entrées et sorties
de process. « Si un dysfonctionnement survient,
les clients sont immédiatement avertis et peuvent le corriger aussitôt », explique Rainer Speh,
Directeur technologique des systèmes de
conduite chez PG. Trente de ces systèmes
innovants sont déjà en service, et 200 autres
sont en commande.
Quelque 150 programmeurs ont planché sur le
nouveau système de conduite, qui affiche une
architecture à trois niveaux comparable à celle
utilisée pour Internet. Le premier niveau, celui
des données, comprend un réseau de capteurs
et d’actionneurs couvrant l’ensemble de la centrale. Le deuxième niveau concerne la conduite :
les données des capteurs sont traitées, puis des
instructions sont transmises aux actionneurs
qui commandent le fonctionnement des pompes,
moteurs et vannes. Les données de la centrale
sont stockées sur un serveur Web intégré, et
les données utilisateur ainsi que les droits
d’accès sont gérés de manière centralisée.
Le troisième niveau se concentre sur l’interaction
avec les process. Contrairement aux autres
systèmes, le SPPA-T3000 ne nécessite aucun
logiciel particulier. Les opérateurs de la salle
de commande y accèdent par le biais d’un
navigateur Web.
34
Énergie en réseau
Les centrales sont devenues des installations
dynamiques que l’on peut même surveiller via Internet.
À la fois sophistiqué et très intuitif, le système de
conduite proposé par Siemens regroupe l’ensemble
de leurs fonctions, optimisant ainsi le rendement tout
en réduisant les frais d’exploitation.
La navigation intuitive simplifie l’utilisation du
système. « Grâce aux modèles, le traitement
des données et des fonctions est bien plus
efficace », précise Frank-Peter Kirschning,
directeur de la centrale à vapeur de Rheinhafen,
à Karlsruhe. Cet aspect est critique, car en
cas d’anomalie, il faut pouvoir localiser et diagnostiquer rapidement le dysfonctionnement.
Le SPPA-T3000 a récemment été adopté par
la centrale de Karlsruhe dans le cadre de sa
modernisation. « Nous avions auparavant différents systèmes reliés par des interfaces, ce qui
engendrait souvent des défaillances », indique
Frank-Peter Kirschning. « Le nouveau système
de conduite est plus homogène et beaucoup
plus simple d’utilisation ». Ainsi, l’exploitation
de la centrale a gagné en efficacité et s’avère
bien moins onéreuse. Autre avantage, le SPPAT3000 se présente comme une plate-forme,
ce qui permet de l’étendre en y ajoutant des
modules logiciels.
Siemens propose également un service de
surveillance à distance aux clients ayant souscrit des contrats de maintenance à long terme.
Les données d’exploitation liées aux turbines
et autres systèmes sont transférées via Internet
à un centre de diagnostic situé en Allemagne
Des contraintes extrêmes. Inutile de préciser qu’il fait très chaud à l’intérieur d’une
turbine à gaz. Les gaz d’échappement, dont la
température atteint 1500 °C, sont expulsés de
la chambre de combustion à une pression de
plus de 15 bar. Les aubes se mettent alors en
mouvement, accomplissant jusqu’à 3600 tours
par minute. Ces contraintes thermiques peuvent générer des fissures, voire des ruptures
de certaines pièces métalliques, qui, si elles
pénètrent à l’intérieur de la turbine, peuvent
gravement l’endommager et entraîner plusieurs
semaines d’immobilisation.
« Si une fissure est détectée rapidement, la
pièce en cause peut être remplacée lorsque
la turbine n’est pas en service », explique
Hans-Gerd Brummel, responsable R&D chez
Power Diagnostics. « Une réparation correctement planifiée peut être réalisée en 2 jours. »
C’est pourquoi la turbine est placée sous la
surveillance permanente de près de 500
capteurs, dont les données sont analysées
par PowerMonitor. Auto-adaptatif, le logiciel
a d’abord subi une phase d’apprentissage
au cours de laquelle il a calculé les valeurs attendues de chaque capteur, qui ont ensuite été
comparées avec les mesures réelles afin
(Erlangen et Mülheim an der Ruhr) ou aux
États-Unis (Orlando). Le logiciel utilisé pour ces
services a été développé par Hans-Gerd Brummel,
de PG, en collaboration avec une équipe dirigée
par Claus Neubauer, chef de projet au département Intelligent Vision & Reasoning de
Siemens Corporate Research (SCR) à Princeton,
dans le New Jersey. Ce logiciel de diagnostic,
baptisé PowerMonitor, est capable de détecter
de façon précoce les défauts cachés des composants clés des turbines en évaluant en continu
les données que lui communiquent plusieurs
centaines de capteurs.
de relever les écarts. « Autrefois, les pannes
survenaient sans aucun signe avant-coureur »,
ajoute Hans-Gerd Brummel.
Ce genre d’imprévu appartient au passé depuis
que les diagnostics à distance permettent aux
exploitants de localiser précisément les défaillances sur le point de faire surface. Siemens
surveille actuellement 260 turbines à gaz à travers le monde. Outre la détection précoce des
incidents, les spécialistes Siemens se chargent
de la maintenance, notamment des tests de
vibration périodiques infligés aux turbines pour
vérifier leur équilibrage. Les équipes de PG et de
Power Diagnostics travaillent main dans la
main, en particulier à l’issue de l’installation de
nouvelles aubes. Il y a encore peu de temps,
ces analyses étaient réalisées sur site par des
techniciens spécialisés. Aujourd’hui, elles peuvent
se faire à distance, avec l’aide des techniciens de
la centrale.
La communication est un aspect essentiel pour
la production mixte d’énergie, par exemple
dans le cas d’une installation virtuelle combinant une éolienne, une centrale à bio-gaz et
une centrale géothermique. Un réseau de ce
type peut fournir de l’énergie de manière
économique et fiable tout en contribuant à la
préservation des ressources. Les exploitants
peuvent alors recourir à une technologie telle
que le système de gestion d’énergie décentralisée DEMS de Siemens.
La première étape consiste à établir un plan
détaillé du fonctionnement de l’installation.
Pour déterminer ses charges, la journée est
divisée en plages de 15 minutes pour lesquelles
des calculs sont effectués. Les périodes de
pointe et les conditions climatiques, qui ont
une influence sur les éoliennes et les centrales
photovoltaïques, sont également prises en
compte. Tout le reste s’opère automatiquement.
Le système DEMS utilise les données recueillies
pour créer le plan de l’installation virtuelle.
Le réseau est commandé automatiquement,
le DEMS communiquant les commandes individuellement à chacune des centrales via des
liaisons de données ou par radiocommunication mobile. Néanmoins, seule une partie des
données collectées est transmise, car le DEMS
n’a pas besoin d’analyser le fonctionnement de
chaque centrale de manière aussi minutieuse
que le système SPPA-T3000. « Dans une installation de production d’énergie virtuelle, l’objectif n’est pas d’optimiser le fonctionnement
individuel des centrales, mais le réseau dans
son ensemble », commente Thomas Werner,
responsable produits DEMS chez Siemens
Power Transmission and Distribution (PTD).
Pour l’instant, la création de centrales virtuelles
n’est financièrement envisageable qu’avec des
installations de grande envergure. Cependant,
PTD et la compagnie énergétique allemande
RWE ont récemment développé un modèle
permettant d’organiser les aspects techniques
et économiques des centrales virtuelles.
Ce nouveau concept permettra d’intégrer des
installations dont l’exploitant n’est pas propriétaire. Dès qu’une norme de communication
aura été définie, il sera même possible d’alimenter des centrales virtuelles à partir de logements privés. « Nous y travaillons », affirme
Reinhard Remberg, du département Strategic
Marketing de PTD.
Werner Pluta
35
Solutions de communication de demain | Santé
Le dossier médical personnalisé met à disposition du médecin
les informations médicales existantes, ce qui évite de pratiquer
plusieurs fois les mêmes examens (ci-dessous).
coopération en mettant en œuvre le DMP dans
les 46 cliniques de Rhön-Klinikum AG. » Avec
plus d’un million de patients soignés chaque année, Rhön-Klinikum AG est la plus importante
chaîne d’hôpitaux d’Allemagne.
Des données médicales
toujours disponibles
La mise en réseau des systèmes de communication dans le domaine de la santé
a réalisé d’immenses progrès. Les patients bénéficient désormais de traitements
de meilleure qualité, plus rapides, plus faciles à vivre et moins onéreux.
S
amedi soir. Une violente douleur thoracique assaille David Lucas. Sa femme dépêche à leur domicile un médecin urgentiste qui,
après avoir réalisé un électrocardiogramme,
préconise une hospitalisation. David est admis
dans un établissement où il n’a jamais été soigné, ce qui oblige les médecins à lui faire passer de nouveaux examens afin d’établir leur
propre diagnostic. Les données ainsi recueillies
sont sauvegardées dans le Système d’Information Hospitalier (SIH).
Dans quelques années, médecins, pharmaciens
et hôpitaux disposeront d’un système de soins
intégré qui leur permettra de gérer plus rapidement ce type de situation et de diminuer le
nombre d’examens. Imaginons maintenant le
parcours qu’aurait suivi David si cette technologie avait été disponible…
36
Grâce au dossier médical personnalisé (DMP),
l’urgentiste a accès aux informations entrées
par le médecin traitant – sous réserve d’une
autorisation préalable du patient. Plus tard, le
médecin hospitalier peut, à son tour, consulter
les données du dossier en rapport avec le problème rencontré – échographies, radiographies, résultats d’analyses – et poser rapidement son diagnostic. Enfin, les conclusions
saisies dans le SIH sont transférées vers le DMP.
Pour accéder aux informations contenues dans
le système de soins intégré, médecins et
patients doivent avant tout s’identifier au sein
de l’infrastructure télématique à l’aide d’une
carte à puce, actuellement testée en Allemagne dans le cadre de projets pilotes. « Le système comporte un connecteur, un élément
essentiel puisqu’il assure la transmission sécu-
risée des données ainsi que le démarrage des
applications de traitement de données », indique Michael Meyer, de Siemens Medical Solutions (Med). Le connecteur envoie sous forme
chiffrée les informations entrées par le prestataire de soins – médecin, hôpital – à l’infrastructure télématique.
Le DMP simplifiera également la communication
entre les secteurs hospitalier et ambulatoire.
« Nous avons institué des partenariats avec les
principaux fournisseurs de logiciels de gestion
de cabinet, tels que DOCexpert, afin de mettre à
disposition des médecins libéraux et des hôpitaux une interface vers notre solution Web Soarian Integrated Care », explique Volker Wetekam,
responsable du DMP et du département Global
Solutions de Med. « Nous nous apprêtons à évaluer ce système global de communication et de
Une disponibilité totale des données. Le
médecin traitant de David peut réserver à l’aide
de son ordinateur une séance en salle de coronarographie en accédant directement à l’agenda électronique de l’hôpital le plus proche.
« Auparavant, dans la plupart des cas, les cardiologues recevaient une note où le médecin
traitant indiquait simplement que le patient devait subir, par exemple, une angiographie coronaire. Ils n’avaient donc que très peu d’informations en main », précise Friedrich Fuchs,
cardiologue en poste chez Med. Avec la prise
de rendez-vous électronique, les médecins
remplissent un formulaire en fournissant des
indications précises sur les antécédents médicaux du patient et joignent, via leur logiciel de
gestion de cabinet, les résultats d’analyses et
images dont l’hôpital pourrait avoir besoin.
Des doutes persistent quant au diagnostic à
établir pour David, les radiologues de l’hôpital
décident donc de recourir à l’imagerie CT. Un
logiciel développé par Siemens, Fast Data Link,
transmet à un serveur les vues en coupe de son
cœur au format DICOM, à une vitesse de 40
images par seconde, c’est-à-dire quasiment en
temps réel – le volume d’une quarantaine d’images équivalant à peu près à un CD. À titre de
comparaison, avec les procédés actuels, la vitesse de transmission des données au format
DICOM ne dépasse pas 4 images par seconde.
Instantanément, le logiciel syngo WebSpace,
installé sur le serveur central de l’hôpital, génère une image en trois dimensions. Le médecin
peut afficher ce modèle 3D depuis la quasi-totalité des ordinateurs de son établissement et
solliciter, si nécessaire, l’avis d’un collègue
disposant également d’un accès aux données.
Beaucoup de médecins pourront également
accéder aux données via un réseau sans fil.
Werner Reinhold, responsable des solutions médicales chez Siemens Enterprise Communications,
estime que d’ici cinq ans, 80 à 90 % des hôpitaux allemands seront équipés d’un réseau local sans fil (WLAN). À l’hôpital de Leipzig, le
personnel soignant utilise déjà des Tablet PC
Fujitsu Siemens Computer pour documenter
les soins dispensés aux patients directement
depuis leur chambre. Il s’agit d’une solution si
appréciée que Med travaille actuellement à la
conception de modèles stérilisables, et donc
utilisables en milieu aseptisé.
Les données entrées sur les Tablet PC sont
transférées vers le SIH. L’opération inverse est
également réalisable : l’infirmière peut, sans
quitter le chevet du patient, se procurer tous
les renseignements relatifs à ses soins, ce qui
limite, entre autres, le risque d’erreur de médication. Le centre hospitalier universitaire de
Munich a même décidé d’équiper toutes ses
salles d’opération de systèmes WLAN – il
souhaitait étendre le réseau existant, mais les
travaux impliquaient une mise à niveau très
onéreuse du système de protection incendie.
« L’utilisation des réseaux sans fil en salle d’opération nous apporte beaucoup. Lors de leur
mise en place, nous n’avons eu que deux difficultés à gérer : la composition des bâtiments,
car certains murs et portes sont en métal, et la
forte densité de personnes inhérente à ce type
de zone », indique Bernhard Pollwein, médecin-chef en anesthésie.
Au vu de l’importante quantité d’informations
disponible, nul doute que les médecins auront
besoin de logiciels spécifiques pour synthétiser
et analyser les données de leurs patients.
Soarian Quality Measures, par exemple : ce
programme explore les multiples sources
d’information disséminées dans les services de
l’hôpital et en extrait, grâce à l’intelligence
artificielle, les données médicales du patient.
Il exploite pour cela la technologie « Remind »
(Reliable Extraction and Meaningful Interference from Non-Structured Data), capable de lire
et d’interpréter toute information textuelle ou
graphique, quel que soit le format sous lequel
elle se présente.
Soarian Quality Measures fonctionne selon le
même mode que les solutions d’aide au diagnostic, qui analysent automatiquement des
enregistrements graphiques pour produire des
diagnostics. « Aux États-Unis, depuis que des
études ont prouvé que ces solutions amélioraient la qualité du diagnostic, certains vont
jusqu’à les utiliser comme deuxième avis, par
exemple dans le domaine de la mammographie », ajoute Friedrich Fuchs. Soarian Quality
Measures pourra, de la même façon, contribuer à l’optimisation des soins médicaux.
Des soins apportés via un téléviseur. David
est sorti de l’hôpital. Aussitôt, son médecin traitant prend le relais des soins. Les informations
essentielles sur son séjour à l’hôpital figurent
dans son DMP. Et s’il habitait la région de
Madrid, il pourrait, de surcroît, bénéficier des
avancées de la télémédecine. En effet, dans le
cadre du projet pilote AmIVital, on y développe
des procédés visant à surveiller à distance malades et personnes âgées dépendantes en matière de soins. Cette technologie met en œuvre,
entre autres, des capteurs chargés de contrôler
les fonctions vitales. « L’objectif est de permettre
aux patients de rester autonomes et de vivre
dans leur environnement habituel, en dépit de
leur maladie », affirme Luis Reigosa, chef du
projet chez Med Espagne. Les données médicales sont transmises au médecin ou à l’hôpital,
par exemple via un téléphone portable. Les
consultations à distance se déroulent, quant à
elles, par le biais du téléviseur du patient : ainsi,
le médecin a la possibilité de lui transmettre
un formulaire, qu’il remplit à l’aide d’une télécommande spécialement conçue à cet effet.
Ce mode de communication entre soignant et
soigné constituera, un jour, une composante
à part entière du système de soins intégré.
Michael Lang
Clinicom en France est une solution
de Système d'Information Hospitalier
(SIH) éprouvée
La France n'est pas en reste sur la question des SIH. En février 2007, le nouveau centre
hospitalier d'Arras (62) a été inauguré. Véritable concentré de technologies (terminaux
multimédia, mobilité sur tablets PC, bornes Wi-Fi...), c'est la solution CLINICOM
de Siemens qui supporte l'ensemble de la gestion et le partage de toutes les activités :
dossier patient partagé, imagerie numérique, laboratoires ... Patrick Apfel, Directeur Général
de Siemens Health Services France insiste sur ce point « le système de santé français devra
faire face dans les années à venir à une rationalisation de ses coûts de fonctionnement.
Un des moyens d’y arriver est de mettre en œuvre des solutions informatiques qui optimisent
les processus de soins et qui fournissent des outils de pilotage performants ». La solution
CLINICOM est le seul SIH intégré natif adapté à la réglementation française pouvant répondre
à la mise en œuvre de la Tarification à l’Activité et au déploiement du Dossier Médical
Informatisé du Patient dans un établissement de santé.
37
Solutions de communication de demain | Sécurité informatique
Fausse attaque de hacker. Les experts en sécurité
de Siemens utilisent une maquette d’usine
de production afin de démontrer la vulnérabilité
de certains systèmes.
Siemens
contre-attaque
Face aux risques que courent de nombreuses usines de
production qui utilisent des connexions Internet et des
logiciels standard, Siemens propose des solutions sécurisées.
S
ur une chaîne de montage, un robot déplace
les châssis des voitures entre deux postes de
travail. Selon l’informaticien, le système de commande du robot est entièrement protégé des attaques de hackers. « Nous disposons de mots de
passe, d’un système de cryptage et d’un firewall
totalement sûrs », précise-t-il. Pourtant, un hacker vient bel et bien d’entrer dans le système en
accédant à la page d’accueil de contrôle de
la production, suite à une simple recherche
Google. Il essaye des mots de passe en vain, puis
exécute une « injection SQL ». Il copie le code de
programme et manipule la base de données
contenant les informations de sécurité. Le hacker pénètre alors le système de contrôle de la
chaîne de montage et ordonne l’arrêt du mouvement du robot, qui ouvre alors son bras de serrage, entraînant la chute d’un élément de carrosserie sur un ouvrier.
Les lumières se rallument. Un murmure se
répand dans l’auditorium. Les 300 personnes
présentes au salon Siemens de février 2007
sont abasourdies par la simplicité avec laquelle
Konstantin Knorr a réussi à paralyser le système
de production de l’usine. Ils sont soulagés, toutefois, que le robot ne soit qu’un accessoire
et le blessé un simple Playmobil. Konstantin
Knorr, qui souhaite sensibiliser ses collègues aux
problèmes de sécurité, fait partie des quelque
70 conseillers en sécurité de Siemens Corporate
38
Technology (CT) à Munich. Inutile d’être un ancien hacker pour remplir cette fonction : il suffit
d’être titulaire d’un diplôme universitaire et d’avoir « un sens aigu de la moralité », selon Johann
Fichtner, responsable du centre CERT (équipe informatique d’intervention rapide de Siemens).
Outre la sensibilisation, les démonstrations
de CT visent à promouvoir des mesures de planification sécurisée pour les futurs produits
Siemens. Les exigences de sécurité se sont
considérablement renforcées alors que les risques d’attaques externes sont multipliés. Les
systèmes de contrôle des usines, autrefois isolés
de l’extérieur et exploitant des logiciels spécifiques, utilisent désormais des logiciels standard
tels que Windows et des bases de données
disponibles dans le commerce. Mais surtout, ils
reposent davantage sur Internet, notamment
pour leur maintenance. Par ailleurs, les durées
d’amortissement fiscal des usines, centrales
électriques et hôpitaux s’étant allongées, les systèmes informatiques ne sont pas remplacés tous
les trois à cinq ans, contrairement aux PC de bureau, et ne disposent donc pas toujours des dernières mises à jour de sécurité.
Des systèmes informatiques fiables pour
la distribution d’énergie. La défaillance système survenue en 2003 à la centrale nucléaire
américaine de Davis-Besse souligne l’impor-
tance de la cybersécurité. Via Internet, le ver
Slammer a infecté le réseau informatique et paralysé une partie de son exploitation pendant
près de cinq heures, profitant de la vulnérabilité d’une base de données non mise à jour. Par
chance, la centrale était fermée pour travaux.
Pour éviter de telles attaques, CT offre des solutions de pointe à toutes les entités Siemens,
dont Energy Automation, unité de Power Transmission and Distribution (PTD). Il y a deux ans,
Bernd Nartmann, chef produits responsable de
la sécurité, a demandé au CERT de passer en revue leur portefeuille afin d’identifier les failles
sécuritaires potentielles. Une vérification nécessaire, car les clients (notamment de grands
distributeurs d’électricité) recouraient de plus
en plus aux réseaux publics pour collecter des
données et émettre des commandes de commutation. Certains modules dataient de plus
de 30 ans, mais « à cette époque, il était impensable de pouvoir les commander via Internet », souligne Bernd Nartmann. Les experts en
automatisation et les spécialistes du CERT sont
parvenus à améliorer la sécurité de l’ensemble
des produits, désormais conformes aux normes
de sécurité.
Bernd Müller
| A lire dans le prochain numéro
Prochain
numéro
Des solutions sur mesure
Avionneur, constructeur de trains, exploitant de centrale
électrique, fournisseur de services, acteur du secteur de la santé
ou simple consommateur, chaque client présente des besoins
et des exigences spécifiques. Les fabricants se voient donc
contraints d’assouplir considérablement leurs processus
sans majorer leurs coûts de production. Bien souvent, la clé
du succès réside dans leur capacité d’innovation.
L’énergie à grande échelle
En 2020, la Terre comptera huit milliards d’habitants. Le niveau
de vie élevé de cette population s’accompagnera d’une forte
demande en énergie. Comment satisfaire ces besoins
en préservant l’environnement ? Les sources d’énergie
renouvelables représentent-elles des solutions durables ?
Quelles perspectives offrent la séparation et la séquestration
du dioxyde de carbone produit par les centrales à combustibles
fossiles ? Quel est le meilleur moyen de stocker l’énergie ?
Les centrales virtuelles et les réseaux intelligents seront-ils
en mesure de garantir la sécurité et la fiabilité
de l’alimentation en énergie ?
Des alliés invisibles
L’être humain est parfois désemparé face à la complexité
de certaines situations : dénicher une minuscule tumeur
à partir de centaines d’images anatomiques d’un patient,
identifier les informations pertinentes au cœur du flux
incessant de données qui bombarde un centre de contrôle
pendant une urgence, prévenir une défaillance imminente
en interprétant les valeurs de mesure communiquées par
une multitude de capteurs, quantifier précisément le risque
lié à une décision financière… Demain, l’intelligence
artificielle nous aidera à surmonter toutes ces difficultés.
39

Pictures of the Future

Transcription

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