Références
Nous avons déjà réalisé plus de 150 projets, avant-projets et études de faisabilité dans les environnements les plus variés.
La segmentation en phases de recherche, développement, industrialisation et production permet de catégoriser la plus grande partie des activités industrielles.
Dans certains cas, les projets présentés ci-dessous s’étendent sur plusieurs de ces phases.
RECHERCHE
DÉVELOPPEMENT
INDUSTRIALISATION
PRODUCTION
Recherche
Fiabilité d’un futur produit électronique innovant
En phase amont du design d’un produit innovant « grand public », doté d’électronique embarquée, se pose la question cruciale du coût futur de la prise en charge des pannes sous garantie.
- Le projet est-il viable ?
- Peut-on aller au-delà de simples lois génériques et estimer les coûts futurs de non-fiabilité ?
Des réponses sont attendues afin de prononcer le GO/NOGO du projet dans 4 semaines.
Si une AMDEC produit/process a bien été menée, celle-ci ne prend pas en compte les conditions d’usage du produit par les acheteurs. Par ailleurs, l’étude de 3 mois proposée par le sous-traitant de la carte électronique et consistant à placer des cartes dans une étuve, est trop longue, trop coûteuse, et ne répond qu’à une partie de la question.
En utilisant des techniques de modélisation rapide couplées à des calculs permettant de vérifier la cohérence des hypothèses, une fiabilité produit rationnellement estimée a été élaborée en 3 semaines.
Fiabilité d’un futur produit électronique innovant
Développement
Détection acoustique en milieu hyper-réverbérant
Paris compte plus de 300 stations de métro utilisant plusieurs dizaines de milliers de haut-parleurs dont le bon fonctionnement est contrôlé « à l’oreille », un par un.
- Chaque suspicion de défaut nécessite un contrôle rapproché à l’aide d’une échelle.
- Peut-on fiabiliser la détection des défauts et supprimer les déplacements d’échelle inutiles ?
Si les défauts des haut-parleurs sont facilement identifiables lorsque ceux-ci sont placés en chambre anéchoïque, il n’en est pas de même en environnement opérationnel (stations), car celui-ci se révèle hyper-réverbérant. Les caractéristiques du signal obtenu rendent également le problème complexe à traiter par une approche de Machine Learning ou de Deep Learning.
La solution a consisté à mathématiser le phénomène de réverbération sur les parois des stations, à développer une méthode innovante de déréverbération active à découpage d’ondes, puis à coupler les résultats à un système de discrimination robuste multi-étages.
Détection acoustique en milieu hyper-réverbérant
Industrialisation
Modèle de croissance de bouloches textiles
Les tests en préproduction d’un nouveau véhicule montrent que le velours des sièges génère 5 fois trop de « bouloches ».
- Le véhicule ne peut être commercialisé avec ce défaut.
- Comment choisir un velours de meilleure qualité tout en restant dans la même gamme de prix ?
Ce projet est particulièrement illustratif de l’importance de bien choisir les données, et donc, de savoir exactement pourquoi on a besoin de données et comment on veut les exploiter. En effet, les tests du constructeur, non seulement très longs (plusieurs mois) mais très coûteux, ne produisaient pas de données qualifiées pour modéliser la croissance des bouloches.
Au contraire, le choix d’une modélisation directe a permis de définir des essais beaucoup plus simples (une semaine seulement et un tout autre moyen de test !) mais aussi beaucoup plus significatifs, conduisant à réaliser en première mondiale un modèle de croissance des bouloches à la surface d’un velours.
Modèle de croissance de bouloches textiles
Production
Une polymérisation complexe enfin sous contrôle
La polymérisation est un processus exploité industriellement depuis les années 1960 pour produire des palets de verre organique.
- Pourtant, des microbulles apparaissent par vagues épidémiques et rendent inutilisables les palets produits.
L’impossibilité de reproduire en laboratoire les défauts constatés en production est une difficulté qui rend ce type de problème particulièrement récalcitrant. La réalisation de mesures in-situ est alors la solution, mais elle perturbe la production et n’est jamais vue comme nécessaire tant que l’épidémie de défauts ne se manifeste pas à nouveau.
L’analyse de complexité du procédé et l’étude des données parcellaires disponibles a tout d’abord conduit à un élagage probabiliste des causes racines possibles. La focalisation ainsi obtenue sur une étape particulière du procédé a alors permis la modélisation d’interactions cachées, révélant qu’elles étaient la cause de l’apparition des microbulles.
Une polymérisation complexe enfin sous contrôle
Recherche
Croissance d’un follicule pileux
Le follicule pileux fait l’objet d’actives recherches. Les résultats en biologie, biochimie, mécanique, biophysique et thermodynamique sont nombreux, mais indépendants les uns des autres.
- Comment construire un modèle représentatif, capable d’intégrer ces connaissances hétérogènes ?
- Comment assurer la restitution d’un comportement de croissance cohérent ?
Le couplage de modèles hétérogènes est toujours délicat, même si chacun d’eux est validé en tant que tel, le risque étant l’obtention de résultats incohérents, instables ou divergents.
L’analyse des équations de caractérisation multi-domaines puis la construction d’un simulateur à calculs évènementiels a conduit à restituer un comportement de croissance cohérent ainsi qu’à mettre en évidence l’existence d’un phénomène biologique jusque-là inconnu.
Croissance d’un follicule pileux
Recherche
Régulation d’une réaction pyrotechnique de sécurité
La fiabilité d’une réaction pyrotechnique dépend étroitement de la régularité de la combustion d’un mélange de poudres.
- Le système exige une mise en pression très rapide suivie d’un plateau à pression constante.
- Comment équilibrer l’opposition entre combustion et détonation pour obtenir une injection hautement fiabilisée ?
La pyrotechnie est une discipline délicate, dans laquelle les réactions physico-chimiques sont couplées à très haute vitesse pour produire l’effet voulu. La rapidité des réactions conduit aussi à des mesures complexes de profils de pression.
Ici, l’identification d’interactions profondes entre les poudres et la détermination de lois multi-réponses (désirabilité) a permis de construire la solution optimale et de préconiser la formulation du mélange à utiliser.
Régulation d’une réaction pyrotechnique de sécurité
Industrialisation
Maîtrise d’un phénomène physique inconnu
Les délais de mise au point de la fabrication de profils complexes extrudés sont très dépendants des essais de réglages réalisés par les experts-métier.
- Que faire quand les experts échouent, en dépit d’essais répétés, à obtenir le profil très particulier spécifié par leur client ?
L’extrusion est un procédé délicat, car l’obtention de la forme finale désirée est le résultat de la cuisson d’un profil cru, sortant de la filière. Cette cuisson rend indirect le lien entre profil de la filière et profil du produit après cuisson.
L’analyse de complexité du problème a permis de mettre le focus sur une étape particulière de la physico-chimie de la cuisson, conduisant à identifier sa criticité, puis à mettre en équations le phénomène (jusque-là ignoré) expliquant l’écart entre les avis d’experts et le résultat qui était obtenu.
Maîtrise d’un phénomène physico-chimique inconnu
Production
Défauts critiques de pièces aéronautiques
Deux bancs de soudage laser (machines spéciales, lasers YAG et CO2) ont été spécifiés pour le soudage de tôles jusqu’à 13mm d’épaisseur.
- Le CND effectué sur les assemblages montre des défauts critiques lorsque les tôles dépassent 5mm.
De multiples essais ont été réalisés préalablement au projet, mais aucun d’entre eux n’a permis d’identifier les réglages nécessaires pour souder de fortes épaisseurs. Les experts interrogés considèrent en effet qu’il y a trop de paramètres à prendre en compte et l’utilisation importante de plans d’expérience fractionnaires n’a pas permis de comprendre l’origine des défauts critiques.
Une analyse rapide a conduit à montrer l’incomplétude du problème tel que défini par les experts, puis à l’identification des paramètres manquants au problème. Une modélisation multiparamétrique en désirabilité puis le passage en équations robustes a permis alors de spécifier le soudage correct sur les deux bancs.
Défauts critiques de pièces aéronautiques
Recherche
Sécurité bancaire par analyse vocale des émotions
Le dabiste est une cible privilégiée des malfrats car il n’est pas armé. De ce fait, en cas d’agression, il doit privilégier la protection de sa personne et non celle des fonds.
- Peut-on concilier sécurité des fonds et sécurité du dabiste en imaginant une détection passive de l’agression, donc indépendante de la volonté du dabiste ?
L’utilisation de techniques d’analyse et de modélisation de signaux faibles a tout d’abord permis de démontrer la faisabilité d’un système basé sur une analyse vocale du stress immédiat lié à l’agression. Ce principe a ensuite été mis en œuvre via la construction d’un système entièrement automatisé permettant l’analyse en temps réel de la voix par téléphone.
Sécurité bancaire par analyse vocale des émotions
Recherche
Baie optique militaire haute performance
L’observation militaire par aéronefs requiert des hublots ayant des performances optiques exceptionnelles. Le procédé PECVD assure l’obtention de ces caractéristiques.
- Cependant, la matériau produit est à la fois fragile et très coûteux.
- Comment estimer au mieux la durée de vie opérationnelle du hublot, afin que le remplacement soit toujours possible tout en assurant un stock minimal ?
Une reformulation plus technique de ce projet serait : comment déterminer la résistance à la rupture d’un matériau tellement coûteux à produire que les éprouvettes de tests se comptent en quelques unités ?
La mathématisation du cycle d’opérations des aéronefs et la mise en œuvre de modélisations-simulations sur arbres de défaillance ont permis de déterminer la limite de durée de vie de ce hublot en fonction des contraintes subies.
Baie militaire haute performance d’observation embarquée
Industrialisation
Stabilisation d’une mesure de l’hémostase
La caractérisation de l’hémostase est un des points-clés de l’analyse sanguine des patients. Une mesure précise permet de déterminer les risques d’hémorragies ou de thrombose.
- En fin de développement d’une nouvelle machine, 3 mois d’analyse n’ont pas permis d’identifier la cause de mesures instables.
- Comment résoudre rapidement ce problème crucial, pris en charge par l’industrialisation ?
Ce projet est illustratif de l’effet lampadaire : en focalisant mal et trop tôt les efforts sur un a priori (ou une croyance…), on induit de fausses conclusions et une recherche divergente qui s’éloigne progressivement de la cause réelle du problème.
En prouvant que les données initiales n’avaient pas été correctement analysées, puis en réalisant une série de contrôles complémentaires in-situ et restreints à seulement quelques cas particuliers, il a été possible d’isoler rapidement le sous-système altérant la précision des mesures et de spécifier une modification du firmware corrigeant le problème.
Stabilisation d’une mesure de l’hémostase
Production
Électrodéposition efficace de métaux précieux
L’électrodéposition est une technique bien connue mais de mise en œuvre délicate : recette des bains, préparation des supports, températures, durées, intensité des courants… sont des secrets bien gardés.
- Les normes de qualité de la joaillerie imposent un zéro défaut observable absolu.
- Peut-on conseiller les maîtres-artisans et éradiquer les rebuts, sporadiques mais coûteux ?
Rhodium, Palladium, Iridium, Platine… sont de beaux et coûteux métaux, dont la mise en œuvre par électrodéposition requiert un grand savoir-faire. Mais les heuristiques radicales utilisées pour prévenir l’apparition de défauts ont un prix, celui des changements de bains qui entraînent la perte des apports en métaux précieux.
En dépit de la grande variabilité des situations faisant partie de l’historique des données disponibles, il a été possible d’identifier les causes racines de 4 types de défauts majeurs, et de formuler les préconisations permettant aux maîtres-artisans de changer les bains 3 fois moins fréquemment, ceci conduisant à une importante réduction des coûts de production.
Électrodéposition efficace de métaux précieux
Recherche
Système d’identification de signaux faibles
L’identification anticipée de la menace est un des fondamentaux de toute stratégie de défense. Le PACDG applique cette doctrine à un niveau extrême, notamment en Guerre Électronique.
- Comment repousser les limites et extraire toujours plus d’information des signaux interceptés, en dépit de leur irréversible dégradation par propagation et réflexion ionosphérique ?
Les solutions jusqu’à présent évaluées restaient toutes trop sensibles à la dégradation du signal.
En travaillant sur une approche a priori plus complexe, car directement basée sur la recherche d’information pauvre dans le signal, puis sur une nouvelle méthode de discrimination capable de traiter en aveugle l’information lacunaire, le système élaboré au cours de ce projet présente des performances très améliorées, avec notamment un taux d’identification correcte multiplié par 6 dans les conditions de propagation les plus sévères.
Système militaire d’identification de signaux faibles
Recherche
Climatologie et évènements extrêmes
L’estimation de la période de retour des évènements climatiques extrêmes est au cœur de calculs complexes sur les provisions réglementaires des compagnies d’assurances.
- Les sommes provisionnées se comptent en milliards d’euros.
- Peut-on améliorer les méthodes actuelles pour affiner ces estimations, et le cas échéant réduire les provisions ?
S’il est bien connu que les crues centennales ne reviennent pas tous les cent ans, la question d’une amélioration de l’estimation de la période de retour est toujours difficile, en particulier parce que les évènements climatiques exceptionnels sont par nature assez rares.
Pourtant, en construisant ex-nihilo une méthode de sélection adaptative des données, puis une variante de l’approche Peak Over Threshold, il a été possible de diviser par deux l’amplitude de l’intervalle de confiance évaluant la période de retour des inondations tout en apportant les preuves théoriques de ce gain de précision.
Climatologie et évènements extrêmes
Industrialisation
Ressort complexe à raideur variable
Les ressorts à compression variable sont des pièces de forge obtenues par enroulement à chaud d’un fil d’acier à section profilée.
- Type d’acier et profil déterminent le comportement du ressort à la compression.
- Pourquoi, plus de 10 mois après la fin de la phase d’industrialisation, le rebut quotidien varie-t-il encore entre 20 et 80% ?
La persistance de rebuts importants est souvent liée à des causes racine particulièrement inattendues. L’analyse de complexité menée au démarrage du projet a tout d’abord prouvé que la machine de qualification des ressorts manquait de fiabilité et rejetait à tort certains ressorts. La suite du projet a aussi démontré l’existence, dans certains cas seulement, de défauts de forge liés à un couplage indésirable entre deux phases du process de fabrication. L’utilisation de méthodes d’analyses inappropriées avait complètement masqué ces causes, engendrant des efforts considérables, mais hélas infructueux.
Ressort complexe à raideur variable
Production
Des maquereaux mieux grillés !
Fruit de 3 ans de R&D, une machine spéciale grille le poisson à haute cadence en procurant une saveur caractéristique reconnue des consommateurs.
- Vibrations, corrosion, contraintes mécaniques, métallurgie des hautes températures… la machine est poussée à ses limites.
- Quelles sont les causes racines des pannes ? Quelles solutions y apporter ?
Ici, l’obtention d’une saveur particulière est la résultante d’un procédé particulier dont la maîtrise est délicate. Par ailleurs, la réglementation de l’industrie agro-alimentaire restreint les possibilités de fiabiliser la machine via l’utilisation de matériaux mieux adaptés aux contraintes. La prise en compte de ces contraintes dans une modélisation technico-fonctionnelle du procédé et l’analyse de solutions alternatives ont permis de spécifier une seconde machine de production, offrant un très important gain de fiabilité et des opérations de maintenance facilitées.
Des maquereaux mieux grillés !
