Cap sur l’Usine du Futur

Léonce Vieljeux High School Case Study

Enseignement en sciences et technologies industrielles

Situé à proximité du célèbre port de La Rochelle, le Lycée Général et Technologique Léonce Vieljeux est historiquement renommé pour ses formations scientifiques et technologiques. L’établissement prépare les élèves aux baccalauréats généraux et STIDD (Sciences et Techniques de l’Industrie et Développement Durable) et dispense des formations post-bac : préparation aux concours d’entrée aux grandes écoles et brevets de techniciens supérieurs (BTS).

Le Lycée propose 3 sections de BTS, dont une dédiée à la Conception Réalisation des Systèmes Automatiques (BTS CRSA). Ce BTS est très apprécié des industriels et des PME/PMI qui utilisent des machines automatisées. Forte de son expérience dans l’étude et la conception de systèmes automatisés pour le compte d’entreprises de la Région Poitou-Charentes, l’équipe enseignante du BTS CRSA s’est investie depuis quelques années dans l’Usine Numérique, en partenariat avec Siemens.

Préparer les élèves à l’Industry 4.0

Dans un contexte international très concurrentiel où les préoccupations environnementales, humaines et économiques sont très présentes, la demande croissante d’amélioration des performances des systèmes automatiques et des équipements automatisés a conduit à de nombreuses évolutions impliquant non seulement une grande connaissance des technologies plus conventionnelles mais aussi un haut niveau de compétences dans les technologies nouvelles.

Dans le cadre du partenariat, les étudiants de la section CRSA ont accès aux dernières solutions Siemens pour concevoir plus rapidement et plus efficacement les systèmes automatisés de demain. Ils bénéficient ainsi totalement de la synergie entre les solutions logicielles de Siemens PLM Software et les solutions d’automatisation de Siemens.

Johans Besse, enseignant en ingénierie mécanique et automatismes a participé activement à la mise en place du partenariat avec Siemens. Il souligne avec enthousiasme : « Nos élèves sont les premiers en France à pouvoir mettre en oeuvre les concepts de l’Industrie 4.0. »

Faire collaborer mécaniciens, électrotechniciens et automaticiens

L’équipe d’enseignants du BTS CRSA - Johans Besse (Ingénierie Mécanique et Automatismes), Philippe Hury (Ingénierie Mécanique) et Thierry Florion (Ingénierie Electrique) - résume ainsi le challenge posé aux étudiants : « jusqu’à présent, il n’y avait pas de travail ‘collaboratif’ : la conception mécanique se terminait généralement en avril et il ne restait qu’1 mois ½ ou 2 pour l’étude des automatismes. Or, pour ceux qui ont l’habitude des projets en BTS, les fins d’année sont toujours bousculées. Les ultimes retouches et modifications apportés à la partie mécanique ne permettaient pas aux électrotechniciens et automaticiens d’optimiser pleinement leurs travaux. »

Depuis la signature du partenariat en janvier 2012, les étudiants de 2ème année utilisent les solutions Siemens pour la réalisation de leur projet industriel : MCD, Mechatronics Concept Designer pour la conception de la partie opérative et TIA Portal pour la conception de la partie commande, les deux logiciels communiquant par le biais d’un serveur OPC.

MCD permet au mécanicien d’animer le modèle virtuel et ainsi de rendre « vivant » le process de la machine dès la phase de conception. MCD associe aux pièces de CAO des corps rigides, des corps de collision, des surfaces de transport ou articulations. À cela, il est possible d’ajouter des capteurs de position et des opérations qui offrent, par leurs caractéristiques programmées, l’opportunité d’organiser le cycle de fonctionnement à travers l’éditeur de séquence. Après la phase de conception, le logiciel MCD permet à l’automaticien d’animer le jumeau virtuel avec le véritable contrôleur physique qui sera utilisé à terme sur la machine réelle.

“D’un point de vue pédagogique, nous voulions nous assurer que les outils étaient faciles d’approche et en adéquation avec les compétences du futur technicien CRSA », commente Johans Besse. « Et l’expérience a été concluante : cette année, un groupe d’étudiants en BTS CRSA a mis en oeuvre cette approche pour concevoir de A à Z une trieuse avec lecture RFID pour le compte de la société SPEN Systèmes.”

Conception collaborative et simulation réaliste

La création d’une maquette permet au mécanicien de présenter son concept aux autres intervenants dans le cadre d’un travail collaboratif. L’automaticien, qui arrive en principe en bout de chaîne et doit attendre que les autres acteurs aient réalisé leurs travaux, peut agir désormais en même temps que les autres et partager dès le début son expertise sur l’animation de la machine, pour détecter ainsi les problèmes en amont. « Ceci se traduit par un gain de temps important dans la phase de conception préliminaire car la simulation d’une ébauche de la partie opérative du système permet de valider son comportement, de lancer en parallèle le développement de la programmation et de choisir les composants moteurs », souligne Philippe Hury.

Thierry Florion ajoute : « MCD permet d’évaluer plusieurs stratégies de conception. C’est très important d’un point de vue pédagogique, car les étudiants sont acteurs de leur choix ». « En outre, le logiciel permet d’introduire des aléas, ce qui permet de limiter au maximum les erreurs de conception et de tester tous les scenarii, sans risquer de blesser d’autres intervenants. »

Une démarche motivante pour les étudiants

Les étudiants sont ravis et fiers d’avoir pu participer à cette expérience pilote réussie.

• « Lorsque nous avons présenté notre projet, les entreprises ont été vraiment impressionnées par l’approche numérique globale. Peu d’étudiants ont la chance d’accéder à ce niveau de technologies », commente Mélanie.

• Hugo souligne quant à lui : « Travailler sur un modèle virtuel permet de tester plusieurs solutions très facilement : il suffit de faire varier quelques paramètres et le tour est joué ! ».

• « Le fait de pouvoir simuler des aléas et des pannes simulation est très rassurant. Cela nous permet d’avancer plus sereinement dans le projet », note Quentin.

Plans et perspectives

Le Lycée Vieljeux possède une expérience reconnue dans l’étude et la conception de systèmes automatisés. Très actif dans le domaine de la robotique, le Lycée s’est distingué à deux reprises cette année: le club robotique du Lycée a remporté les Trophées de Robotique organisés par Planète Sciences et devient Champion d’Europe et le BTS CRSA s’est qualifié pour la finale nationale des Olympiades de la robotique industrielle FANUC.

En partenariat avec le groupe Siemens la section CRSA participe à la mise au point de l’Usine Numérique. Cette collaboration permet à l’aide des derniers outils de conception et de programmation du constructeur, de réaliser la simulation de machines automatisées avant leur fabrication à la manière de ‘Serious Games’. « Nous sommes fiers de promouvoir cette approche inédite auprès d’autres Ecoles en France et de partager avec elles notre retour d’expérience. Au niveau européen, nous avons démarré des échanges avec la l’Université des sciences appliquées de Seinäjoki (SeamK) en Finlande, qui a mis en oeuvre la solution MCD. Cela représente une ouverture à l’international », déclare Johans Besse.

Récemment, la section du BTS CRSA de Vieljeux a mis en place une cer tification Siemens. Cette qualification supplémentaire constitue un atout non négligeable lors de la recherche d’un premier emploi. « L’an dernier déjà, 2 étudiants avaient tenté l’aventure avec succès et cela leur avait permis de trouver un emploi dès septembre. Cette année, 5 étudiants ont tenté l’examen qui se décompose en 2 parties : un questionnaire directement sur le site Siemens et une épreuve pratique. Quatre étudiants sur cinq l’ont réussi et sont désormais certifiés ! ».

« Siemens est un des leaders mondiaux dans le monde des automatismes, un tel partenariat ne peut que profiter aux étudiants. Les études correspondent aux réalités et besoins de l’industrie actuelle et elles démontrent que les étudiants du BTS CRSA sont désormais prêts à répondre aux attentes des entreprises », conclut Johans Besse.