A l’heure de l’intelligence promise des machines, l’industrie 4.0 se met en ordre de marche. Pour quels enjeux ?

Nouvelle révolution industrielle, mutation, transformation, simple évolution ? Qu’importe, l’entreprise change, s’adapte. Elle évolue avec son temps. Elle devient plus intelligente. La machine fait un pas vers l’homme. L’homme fait un pas vers la machine. Brève histoire d’une rencontre…

Technologies : la donnée, pierre angulaire de l’usine intelligente

La dématérialisation dans l’entreprise a démarré depuis de nombreuses années. L’industrie 4.0 va amplifier et étendre le processus, ce que certains appellent la digitalisation industrielle. Les « Temps modernes » de Chaplin sont loin : la façon de concevoir, de produire et de maintenir va être profondément bouleversée.

La donnée est partout : pour rendre les « machines » ou « objets » communicants dans l’entreprise, et notamment pour suivre leur fonctionnement mais aussi anticiper les pannes (lire notre coup d’œil sur la maintenance prédictive), pour apporter une aide à la décision grâce à l’intelligence artificielle, pour optimiser les procédés ou développer de nouveaux modes de conception (fabrication additive), pour automatiser ou semi-automatiser les tâches fastidieuses ou nécessitant de la précision (robotique, co-botique), pour renforcer la supervision (vision, perception)… la liste est longue pour couvrir de tels changements.

Cette donnée devra bien évidemment être protégée (cybersécurité), stockée (cloud computing) et traitée (big data). De la donnée brute au processus de décision, c’est tout une chaine de traitement qui mobilise les informaticiens et mathématiciens. L’entreprise devient ainsi une ville de données, avec des flux de circulation, et également des données locales plus autonomes. La donnée devient une clé de voute, alimentant des processus de décision distribués, et apportant une cohérence d’ensemble au pilotage de la production.

La donnée, véritable or noir du 21^ème siècle ? Probablement. L’or noir de l’entreprise du 21^ème siècle, certainement !

Tendances : l’Europe à la traîne ? Pas si sûr…

C’est en tous les cas ce que bon nombre d’analystes économiques constate : les grandes puissances mondiales, les Etats-Unis et la Chine, occupent effectivement une large place et constituent les marchés les plus conséquents.

Et pourtant, les gros leaders scientifiques et industriels de la R&D sont en Europe, si on analyse l’activité scientifique et industrielle récente dans le domaine. A titre d’exemple, Siemens, une des entreprises technologiquement les plus influentes (source : Tech Intelligence®), est aussi la championne des partenariats. Sur un plan industriel, l’entreprise collabore avec Whirlpool, Philips, Bosch, Volkswagen, Festo, SAP, United Technologies, Thales, Atos, Fiat… à l’image de la diversité des secteurs impliqués. Et sur un plan académique, là aussi un vrai tissu d’acteurs de tous horizons, de Berkeley à Harvard, en passant par le TU Delft, TU Munich pour n’en citer que quelques-uns. Et avec la France, Airbus et Thales figurent parmi les plus actifs à travailler avec Siemens, le CEA sur un plan académique.

Derrière Paris et Nantes, Toulouse est le 3^ème pôle de recherche et d’innovation dans le domaine, avec une activité de très haut niveau autour des réseaux et systèmes embarqués, essentiels pour l’industrie 4.0.

La métropole toulousaine concentre à la fois une recherche de haut niveau, portée par le LAAS-CNRS, l’IRIT, le LGC ou encore l’ISAE -SUPAERO et l’ENIT, mais aussi un tissu industriel dense autour de poids lourds de l’industrie comme Airbus à Toulouse ou Bosch à Rodez, mais aussi de start-up pour certaines regroupées en cluster, à l’image de l’IoT Valley.

De la machine à l’homme… ou de l’homme à la machine

Et l’homme dans tout ça ? Les machines prennent le pouvoir ? Dans les films oui, dans la réalité, c’est tout autre. L’homme reste au cœur de l’entreprise. La digitalisation ouvre de nouveaux horizons, l’interaction homme-machine a fait de gros progrès. La co-botique, interaction téléopérée entre homme et robot, est une discipline où la France s’illustre. Un pan de ce que certains appellent l’homme augmenté, une assistance de l’homme par le robot. Une étude de 2016 du MIT a montré que cette association homme-robot pouvait être 85% plus productive qu’un humain, ou qu’un robot travaillant seul. Les dépôts de brevets ne cessent d’augmenter, multipliés par 10 en 4 ans ! Les cobots sont de 3 sortes : collaboratifs (in situ avec l’opérateur), téléopérés à distance, ou bien exosquelettes pour décupler la force humaine et limiter la fatigue. Vaste champ de recherche, il fait partie des domaines clés de l’Industrie 4.0.

Finalement, le terme révolution porte bien son nom. Ce changement n’est pas soudain. Pas un jour sans que la presse ne fasse état d’entreprise basculant dans le 4.0, comme récemment le groupe aveyronnais Tournié spécialisé dans la tôlerie industrielle ou encore le toulousain Satys, spécialiste de la peinture et de l’étanchéité.

Pour accompagner ces changements, les chercheurs sont plus que mobilisés : c’est une véritable course contre-la-montre, largement pluridisciplinaire, et où la recherche opérationnelle a un rôle clé.

« Doc d’Occitanie : le programme qui enrichit ton doctorat »

Lancé en 2020, le programme Doc D’Occitanie consiste en un accompagnement personnalisé proposé à tous les doctorants de 2^ème et 3^ème année et les jeunes docteurs ayant soutenu depuis moins d’un an, souhaitant obtenir plus d’éléments sur le potentiel économique de leur sujet de thèse.

Les doctorants doivent être inscrits au sein d’un des Etablissements de recherche de la région Occitanie. L’accord du directeur de thèse est indispensable pour candidater au concours.

Le programme Doc D’Occitanie vise à accompagner des projets de thèse susceptibles de générer une innovation répondant à des besoins non satisfaits du marché et qui présente à terme une perspective de retombées économiques.

Premiers succès et lancement de la nouvelle édition

Fort des résultats très positifs de cette première édition, les SATT AxLR et Toulouse Tech Transfer préparent la deuxième édition du programme Doc D’Occitanie. Elle sera lancée dès septembre prochain dans l’ensemble des Etablissements universitaires de la région Occitanie.

En 2020, les premiers dossiers reçus par AxLR et TTT étaient issus des laboratoires de recherche publique de toute l’Occitanie. Le jury (représentants du tissu académique et économique régional) a sélectionné des projets sur des thématiques très diverses : chimie, environnement, agro-alimentaire, santé et sciences humaines et sociales.

Un accompagnement à la carte est proposé au doctorant, adapté à son sujet de thèse et à ses ambitions. Il peut comprendre :

• Une sensibilisation au transfert de technologie
• Une analyse du potentiel économique et du positionnement par rapport à l’état de l’art
• Du conseil en Propriété Intellectuelle
• Un accompagnement à l’entrepreneuriat DeepTech

Enfin, une opportunité de financement est possible après l’obtention du doctorat via un programme de maturation proposé par la SATT.

Focus sur les lauréats 2020 – Occitanie Ouest

 Ludovic GARDY

Centre de Recherche Cerveau et Cognition (CerCo) & Ecole Nationale de l’Aviation Civile (ENAC) – CNRS – Université Toulouse III Paul Sabatier

« Ladybird » : amélioration du diagnostic des épilepsies pharmacorésistantes grâce à un algorithme de détection automatique d’anomalies électroencéphalographiques pathologiques basé sur une intelligence artificielle

« L’architecture du projet a été pensée dès le départ avec des critères de performance autant que des critères d’utilisabilité par les équipes médicales. Avec Doc D’Occitanie, mes attentes sont dirigées vers le soutien logistique et la connaissance du milieu industriel et des possibilités de transferts de technologie par le biais de la SATT Toulouse Tech Transfer. Les principales recommandations que je ferais aux doctorants sont de sonder l’intérêt des collègues/responsables pour les associer au projet dès le début, d’identifier pragmatiquement les applications à moyen et long termes et surtout de s’y prendre tôt, de préférence avant le début de la 3^ème année. »

 Marie-Aurore CAILLAUD

Toulouse Biotechnology Institute (TBI) & Ecole d’Ingénieur de Purpan – INSA Toulouse – Toulouse INP – CNRS – INRAE

Décryptage des interactions métaboliques en lait lors de l’évolution expérimentale d’un consortium de lactocoques et d’une communauté issue de lait cru seuls ou en association

« J’ai connu le programme Doc d’Occitanie par ma maître de thèse de TBI. Mon projet de valorisation envisagé et présenté lors du pitch est la création d’un système expert « LAB Coach ». Une première réunion avec TTT a permis de balayer mes travaux de thèse de façon très générale afin de mettre en évidence les différentes formes de valorisation pouvant être envisagées. Je pense qu’il est important d’évaluer en amont le degré de maturité de la piste envisagée et réfléchir au type d’accompagnement qui serait utile à la réalisation du projet. Même si au fil des réunions/brainstormings le projet peut prendre d’autres formes ou évoluer. »

 Roxelane CAKIR

Laboratoire Ecologie Fonctionnelle et Environnement (équipe EcoBiz) – CNRS – Université Toulouse III Paul Sabatier – Toulouse INP ENSAT

« IndiquEau » : plateforme de suivi pour la gestion de la quantité et de la qualité des eaux des bassins-versants basée sur un modèle agro-hydrologique

« Le programme Doc D’Occitanie m’a permis de mûrir mon projet d’entreprise vers des actions concrètes (construction de business plan, présentation professionnelle de la start-up, études de marché) et également, il m’a apporté un véritable soutien humain me permettant de me lancer pleinement dans ce projet sans crainte. J’aimerais à présent construire un plan d’investissement avec TTT et démarrer une phase de maturation afin de concrétiser mon projet et de lancer ma start-up pour qu’elle puisse devenir opérationnelle. C’est une expérience très positive qui permet de mûrir un projet d’entreprise, même si celui-ci est encore à l’état de graines. »

 Ken ANDRIAMAHERY-RANJALAHY

Laboratoire Lettres, Langages et Arts (LLA CREATIS) – Université Toulouse – Jean Jaurès

« PACMAM » : Plateforme Adaptative de Composition Musicale Assistée par Multimodalités permettant l’accessibilité de la composition musicale pour les non-voyants

« Mon projet défend une approche inclusive de la composition musicale, basée sur l’utilisation de stimuli audio-vibro thermiques. Le programme Doc D’Occitanie m’apporte un accompagnement vers la création d’entreprise. Avec les équipes de TTT, nous avons pu déjà aborder quelques points concernant le potentiel d’exploitation de l’approche défendue dans le projet, le marché connexe et quelques notions de comptabilité d’entreprise et de PI. Le principal atout de Doc D’Occitanie est le caractère modulable de celui-ci, avec la possibilité d’avoir accès à un vaste panel de compétences en fonction des besoins. Dans un emploi du temps aussi compliqué que celui des doctorants, c’est un atout indéniable. »

En savoir plus et demande de dossiers n du programme Doc D’Occitanie : ICI

Vincent Menny, Président fondateur d’Authentic Material nous présente sa start-up et les évolutions de son positionnement depuis sa création en 2016.

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C’est le nombre d’étudiants, de doctorants et de chercheurs qui ont été sensibilisés en 2020 sur la valorisation économique de la recherche et à la création d’entreprise par les équipes de Toulouse Tech Transfer.

A chaque nouvelle acTTTus, la parole est donnée à un lauréat des Trophées de la Valorisation de la Recherche 2020. Découvrez la tribune d’Arnaud Arbouet – Directeur de recherche CNRS – CEMES, lauréat du Trophée Partenariat remarquable 2020.

Directeur de recherche au CNRS, je travaille dans les domaines de la nano-optique et de la dynamique ultrarapide de nano-objets. Je m’intéresse à la façon dont un objet nanométrique interagit avec la lumière. J’utilise également la lumière pour sonder les propriétés mécaniques de ces objets. Les techniques utilisées reposent sur des impulsions lasers très courtes qui permettent de suivre de façon précise dans le temps des phénomènes qui se déroulent sur des durées de l’ordre de la femto- ou picoseconde (1 fs = 10^-15 s). Toutefois, ces spectroscopies optiques souffrent d’une résolution spatiale limitée. A l’opposé, les microscopes électroniques en transmission (MET) permettent aujourd’hui d’observer des phénomènes à l’échelle atomique mais ils ont une résolution temporelle limitée.

La genèse du premier laboratoire commun entre le CNRS et une entreprise étrangère

Notre projet de développement d’un microscope électronique ultrarapide est né il y a une dizaine d’années de la volonté de combiner dans un même instrument la résolution spatiale des microscopes électroniques en transmission et la résolution temporelle des spectroscopies optiques ultrarapides. Un premier élément important de la genèse et de la réussite de ce projet a été la présence au sein du même laboratoire de compétences complémentaires dans les domaines de la MET et de la spectroscopie optique ultrarapide. Ainsi, nous avons porté ce projet à deux avec mon collègue Florent Houdellier, ingénieur de recherche au CEMES et expert des sources d’électrons. Après plusieurs années de travail, nous avons réussi à développer un prototype de source cohérente d’électrons ultra-rapide unique au monde basé sur un microscope d’ancienne génération de la société japonaise Hitachi High Technologies (HHT) puis nous avons breveté la technologie développée.

Une fois cette étape franchie, nous souhaitions poursuivre nos travaux sur un microscope plus moderne. De leur côté, les ingénieurs d’HHT souhaitaient également collaborer autour de cette nouvelle technologie. L’intérêt du groupe japonais pour cette invention était le fruit de relations débutées dès 2009 avec le CEMES autour d’un premier projet. Ce lien de confiance tissé aux cours des ans et la complémentarité scientifique et technologique entre notre laboratoire et HHT s’est matérialisé par la création au sein du CEMES du premier laboratoire commun entre le CNRS et une entreprise étrangère, le HC-IUMi (Hitachi-CNRS Infrastructure for Ultrafast Microscopy). Dans le cadre de cette structure, Hitachi met à disposition un microscope dernier cri et personnalisé sur lequel nous allons prochainement transférer notre prototype de source d’électrons ultrarapide et explorer le potentiel de cet instrument unique.

Une aventure scientifique et humaine exceptionnelle

Depuis son lancement, ce projet a été pour nous une aventure scientifique et humaine exceptionnelle. Scientifique bien sûr puisqu’il nous permet de disposer aujourd’hui d’un instrument unique au monde pour réaliser nos recherches. C’est cependant l’aspect humain probablement le plus important car ce projet mobilise au laboratoire et au CNRS un grand nombre de personnes qui nous aident et nous font confiance depuis de nombreuses années. Il nous permet aussi de côtoyer les experts de très haut niveau travaillant au sein d’Hitachi et constitue une opportunité unique de découvrir un environnement professionnel très différent et une culture passionnante.

Voir le replay du LIVE des Trophées de la Valorisation de la Recherche 2020 : ICI