Pourquoi la pneumatique a bien sa place dans l'Industrie 4.0

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La technologie pneumatique existe depuis des siècles, mais c’est à partir du milieu du XXème siècle qu’elle apparaît dans les usines. C’est la troisième révolution industrielle, la production en série passe du manuel à l’automatisation.

Soudure, indexage, verrouillage, forçage, orientation de pièces : l’air comprimé – facile à produire et puissant – est partout.

Mais le monde industriel change et aujourd’hui nous voyons arriver l’hypercommunication, l’Internet des Objets, les Usines vertes, la maintenance préventive, les tâches collaboratives entre l’homme et la machine, la personnalisation de masse et tout autant de nouveautés auxquelles il faut s’adapter.

 

Les besoins de l’usine évoluent. La pneumatique a-t-elle encore de l’avenir dans l’usine du futur ?

 

1. Les vérins n’ont plus besoin de maintenance

 

Le vérin est l'organe technologique phare de la technologie pneumatique, symbole de sa fiabilité et de sa simplicité. Aujourd’hui, même sous sa forme la plus basique, le vérin ne nécessite plus aucune maintenance.

Les joints, paliers, graisse et toutes autres pièces d’usure sont désormais donnés pour des durées de vie de plusieurs dizaines de milliers de kilomètres, ce qui est en général supérieur à la durée de vie de la machine dans laquelle le vérin est monté.Même pour les vérins utilisés dans des environnements extrêmement corrosifs, des joints fonctionnant sans lubrification garantissent son fonctionnement, même lorsque les agents nettoyants ont définitivement lavé le graissage.

L’autre cause principale de défaillance d’un vérin reste le mauvais réglage des amortisseurs. Là aussi, de nouvelles technologies remédient désormais à ce risque de défaillance : l’amortissement auto-ajusté s’adapte à chaque mouvement, quelles que soient la charge en mouvement et sa vitesse.

 

 2. Les compresseurs ont un meilleur rendement

 

Là aussi la technologie a bien évolué : les compresseurs sont désormais pilotés électroniquement pour éviter la production d’air comprimé lorsque le besoin d’air diminue. Certains compresseurs ont même un débit variable pour fournir la quantité d’air nécessaire à l’installation, en temps réel. Il est également possible de récupérer l’énergie dissipée par l’échauffement du compresseur pour chauffer de l’eau, voire même chauffer l’usine elle-même.

De manière générale, les principaux acteurs de la pneumatique proposent de véritables audits énergétiques des usines, du compresseur jusqu’au vérin. Le but est de vérifier le bon dimensionnement de chaque organe de la chaîne pneumatique, mais aussi de détecter les éventuelles fuites d’air comprimé, afin de fortement limiter les pertes énergétiques. Il est désormais possible de définir une installation de compresseurs parfaitement adaptée au besoin de l’utilisateur, sans pertes superflues.

 

3. La consommation énergétique est mieux contrôlée.

 

Pour limiter la consommation d’énergie, Il est désormais facile de limiter la pression et le débit dans son installation : la plupart des vérins sont surdimensionnés lors de la conception des machines. Il est désormais possible d’adapter la pression individuellement dans chaque vérin pour utiliser la juste pression nécessaire pour réaliser les mouvements souhaités. Les économies d’air comprimé peuvent être de 30 à 70% pour une application classique.

Mais les nouvelles technologies ne permettent pas uniquement de réduire la consommation d’air comprimé. Par exemple, la technologie piézoélectrique peut être utilisée pour la commande de distributeur pneumatique. La puissance électrique nécessaires pour le pilotage d’un distributeur passe de l’ordre du watt à l’ordre de quelques milliwatts, soit une réduction d’environ 99% de la consommation électrique par rapport à un électrodistributeur conventionnel.

 

 4. La pneumatique vit elle aussi sa révolution digitale.

 

C’est la révolution technologique que les automaticiens attendaient ! Le distributeur, organe de commande du système pneumatique a lui aussi évolué. Auparavant simple sélecteur de circuit, il est aujourd’hui devenu entièrement contrôlable. Il est désormais capable de mettre en mouvement un vérin, tout en contrôlant sa force, sa vitesse, sa position, et son amortissement. Pour une utilisation plus ergonomique, différentes Motion Apps facilitent l’utilisation de cette nouvelle génération de distributeur, un peu à la manière des différentes applications dans un smartphone. En étant capable de changer les réglages d’une app, voire même de changer d’app en temps réel, un seul composant a désormais une infinité de fonctions. En intégrant une multitude de fonctions dans un seul composant, la conception, la réalisation et le réglage d’une machine est drastiquement simplifié.

 

 5. La pneumatique est connectée.

 

Les terminaux de distributeurs ainsi que les capteurs fournissent désormais toutes les données nécessaires à la surveillance des processus. Les utilisateurs de machine peuvent traiter toutes ces données sans avoir à modifier ni surcharger l’automatisme. Pour cela, il existe des « IoT gateways » : il s’agit de passerelles très faciles à mettre en place qui collectent les données de processus de la machine et les communiquent dans le cloud. Par exemple, pour les appareils pneumatiques, il s’agit d’informations comme la pression, le débit, la consommation d’air, le nombre de commutations des distributeurs… Ainsi, sans perturber l’automate en production, il est possible d’analyser les données remontées par ces IoT Gateways pour définir un plan de maintenance prédictive, et par conséquent supprimer les arrêts machines intempestifs.

 

L’industrie 4.0 ouvre la voie à de nouvelles technologies, de nouvelles méthodes de travail, de nouvelles approches et de nouveaux challenges. Les notions de connectivité, d’écoconception, d’interopérabilité, ou encore de maintenance préventive sont décisives pour mieux affronter les enjeux de l’usine de demain. Et la pneumatique est assurément prête à relever tous ces nouveaux challenges !