La mécatronique : un domaine indispensable de l’industrie connectée

Posté le 23 mars 2021 par

Discipline omniprésente dans notre environnement, mais pourtant méconnue du grand public, la mécatronique s’appuie sur une alliance de compétences utilisée pour mettre de « l’intelligence » dans un produit mécanique afin de surveiller un système, d’envoyer des informations, ou de donner des alertes. Ce secteur est particulièrement porteur, puisque les besoins techniques et R&D en matière d’industrie connectée s’appuient sur cette discipline, encore trop peu représentée dans les formations d’ingénieurs en France. Ce serait même un grand nombre d’écoles d’ingénieurs qui auraient réorienté leurs spécialités de mécanique vers de la mécatronique pour répondre à ces besoins croissants.

Qu’est-ce que la mécatronique ?

La mécatronique est une technique industrielle consistant à utiliser simultanément et en symbiose la mécanique, l’électronique, l’informatique et l’automatisme, pour la conception et la fabrication de produits nouveaux, en vue d’augmenter et d’optimiser l’utilisation des fonctionnalités de nouveaux produits. C’est un mariage interdisciplinaire et une mise en commun de compétences et de fonctionnalités venant de différentes techniques.

La mécatronique permet d’accéder à des métiers très divers, aussi bien dans la technique, dans la production, dans la R&D, ou dans la vente. On retrouve ce domaine dans un très grand nombreux de segments industriels : l’automobile, l’agroalimentaire, l’industrie électronique, la robotique, etc. Elle se trouve partout là où il faut associer différents composants entre eux pour obtenir des fonctions complètes dans l’industrie connectée. Sans la mécatronique, l’industrie connectée et les systèmes intelligents n’existeraient tout simplement pas.

Un essor dans l’automobile et l’horlogerie

La mécatronique serait apparue initialement dans les années 70 au Japon, là où les premières industries à base d’automatisme, d’informatique et de mécanique auraient émergé. Il faudra attendre l’essor de l’automobile en Europe à la fin des années 90 et le début des années 2000 pour que la mécatronique s’accélère réellement. L’automobile aurait été en effet le principal moteur de l’essor de la mécatronique. Toutefois, d’autres secteurs tels que l’horlogerie auraient participé à ce développement.

En effet, la montre reste un excellent exemple de ce qu’est la mécatronique à la base. On y trouve une partie mécanique avec le système permettant de la porter, une partie électronique avec par exemple le système à quartz, et une partie informatique qui gère l’ensemble. De ce fait, on peut facilement constater que la mécatronique, ou la microtechnique, ou les systèmes embarqués, comme certaines régions préfèrent les appeler, restent globalement la même chose : la convergence et la symbiose multi-technologique propre à différents domaines tels que l’informatique, l’électronique, l’automatisme et la mécanique.

La mécatronique au coeur de multiples objets

Outre l’horlogerie, on retrouve la mécatronique dans de nombreuses situations diverses et multiples. En automobile, la mécatronique a permis la mise au point des correcteurs de trajectoires, d’aides et d’assistance au freinage et de nombreux systèmes purement mécatronique où l’on retrouve des intelligences apportées par le système. Ce type d’avancées technologiques améliore grandement la sécurité routière et contribue à réduire les accidents grâce aux systèmes intelligents. Le plus étonnant reste finalement que la mécatronique est une technologie qui se fait oublier du grand public, et qui est pratiquement invisible puisque personne ne sait réellement qu’elle est omniprésente et qu’elle est au coeur même de ces progrès technologiques.

La mécatronique apporte également son lot d’avancées et de progrès dans d’autres domaines, tels que la robotique de service, la cobotique (collaboration entre la robotique et l’Homme), les appareils connectés dans l’habitat, la domotique, les systèmes d’assitance à la personne etc. Les grandes éoliennes peuvent par exemple assurer une maintenance préventive grâce à la mécatronique. Certaines personnes utilisent des systèmes d’exosquelettes ou de cobots, pour soulager les tâches les plus fastidieuses pendant leur journée de travail.

exosquelette-mécatronique
Un système japonais d’exosquelette, dépourvu de moteur et de batterie, fonctionnant avec un gel et une pompe à air placée sous le talon

Créatrice de nouvelles sous-disciplines

La force de la mécatronique réside finalement dans son adaptabilité à jongler à la fois sur des applications relativement petites et des applications beaucoup plus grandes. Elle reste finalement proche des sciences telles que la physique et de la chime dans la mesure où c’est une maitrise de plusieurs technologies que l’on essaie d’assembler ensemble pour apporter de nouvelles fonctionnalités à des produits qui indépendamment, ne pourrait fonctionner.

Avec la mécatronique, on apporte de la valeur ajoutée ou de nouveaux services à des objets. Elle a de nombreux axes de développements dans plusieurs domaines et permet à de nouveaux secteurs d’émerger à chaque instant. La biomécatronique par exemple, repose sur le mimétisme ou le biomimétisme de la vie avec des outils mécatronique. Les araignées robotique en sont une utilisation possible. Ce sont des robots qui se faufilent dans des endroits très complexes.

L’utilisation de matériaux intelligents capables de réagir eux-mêmes à une sollicitation électronique permet de concevoir un mouvement similaire à un mouvement musculaire. Dans le médical, la prothèse intelligente se développe également et repose principalement sur des systèmes purement mécatronique.

mécatronique-prothese-main-intelligente
Un exemple de projet de prothèse main intelligente

Les enjeux et défis pour l’industrie 4.0

La mécatronique est en croissance exponentielle, mais il reste de nombreux défis à relever pour que ce domaine soit entièrement porteur de révolutions. Il faut savoir que faire converger les systèmes de conception assistés par ordinateur (CAO) en mécanique, en électricité de puissance, et en électronique n’est pas toujours simple. Très souvent, cette convergence est très difficile à maîtriser et à appréhender dans certains projets.

L’enjeu est aussi de parvenir à développer des capteurs autonomes communicants, qui sont indépendants et qui peuvent prendre leur énergie dans le milieu ambiant, et réussir à envoyer l’information traitée vers un actionneur qui se trouve dans le système mécatronique. Enfin, il est nécessaire que l’intégration et la capacité d’intégration des produits se réalisent dans des produits plus compacts sans pour autant que les éléments n’interfèrent entre eux.

Dans le contexte de l’industrie 4.0, l’enjeu principal pour la mécatronique est de mieux analyser les processus de fabrication, et donc d’améliorer la rentabilité dans le cadre d’une production. Cela permet alors à l’industrie de dégager des moyens financiers pour continuer à investir dans la transformation progressive de l’usine en usine du futur, entièrement intelligente et connectée. Cette analyse fine et cette recherche de rentabilité sont très souvent confiées aux ingénieurs R&D, mais également aux ingénieurs mécatronique.

Quels métiers sont liés à la mécatronique ?

Il existe beaucoup de métiers liés à la mécatronique et certains sont même créés au fur et mesure que l’industrie 4.0 se développe. En associant de nouvelles technologies entre elles, la mécatronique génère de nouveaux enjeux créant ainsi des métiers spécifiques. Il existe un besoin constant de mécatronicien sur le marché du travail et plus précisément d’ingénieurs mécatronique spécialisés dans les domaines suivants :

  • la R&D
  • la production
  • le développement
  • l’industrialisation des composants
  • les ventes
  • le marketing

Les postes recherchés sont multiples et concentrent généralement les :

  • dessinateurs et constructures industriels
  • ingénieur mécatronique
  • laborants en physique
  • ingénieur R&D
  • polymécaniciens
  • autmaticiens
  • ingénieur en bureau d’études
  • électroniciens
  • polymécaniciens
  • ingénieur d’applications
  • mécaniciens de production
  • etc

L’accès au métier d’Ingénieur Mécatronique

Le métier de mécatronicien n’est pas toujours employé, tant les appellations de métiers liés à la discipline sont multiples. En tout cas, il est nécessaire pour prétendre à des postes d’ingénieur en bureaux d’études ou ingénieur en R&D, de réaliser des études d’ingénieurs ou des études de longue durée issue d’un cursus de 3 à 5 ans après le Bac. Le plus souvent, la mécatronique est une spécialité proposée par les écoles d’ingénieurs ou une dominante du cursus choisie. Des métiers de chefs de projets sont par exemple accessibles après une licence.

Un exemple de projet étudiant mécatronique d’un robot hexapode à l’école YNOV Bordeaux

En termes de qualités, l’ingénieur doit avoir une grande ouverture d’esprit pour mobiliser des équipes issues de discipline diverse et les fédérer autour d’un projet commun. Il convient bien entendu de maîtriser de solides compétences en mécanique, en électronique, en informatique et en automatisme. Bien entendu, l’ingénieur mécatronique a forcément un domaine qu’il affectionne plus qu’un autre, mais c’est surtout la capacité à joindre toutes ses disciplines qui fait la différence. Une maitrise des logiciels de CAO/DAO est attendue, au même titre qu’un anglais technique.

Un nombre croissant de jeunes s’intéressent à la mécatronique, même si la discipline reste encore relativement discrète auprès du grand public. Elle est encore une discipline jeune, souvent qualifiée comme étant une évolution de la mécanique traditionnelle qui souffre parfois d’une image un peu négative. Elle est encore trop souvent associée à la métallurgie ou à la mécanique automobile, même si l’électronique et l’intelligence des systèmes tendent progressivement à faire changer les choses.

Laisser un commentaire

Votre adresse e-mail ne sera pas publiée. Les champs obligatoires sont indiqués avec *