[Matériaux, histoire d'une vie #2] Guide pour bien choisir ses matériaux

Gain de temps, précision de prévision, un usage réfléchi de l'intelligence artificielle rend différents services et satisfait des besoins métiers. Certaines conditions garantissent un usage raisonné, comme l'éthique, l'humilité, la protection des données, tout cela dans le respect d'une certaine frugalité. Outre ces axes réflexions, Pierre Monget directeur de programme chez Hub France IA et Paul Hérent, cofondateur de Raidium, livrent leurs conseils en matière de développement de solution d'IA.

C’est quoi, une IA utile et raisonnée ? [01:17 - 03:57]

L’utilité est “avant tout de satisfaire un besoin qui rend service à une population d’utilisateurs et de manière plus large à la société” définit Pierre Monget. L’usage réfléchi, c’est se poser des questions tout au long du cycle de vie d’un outil d’IA, en partant des besoins métiers à la réalisation, “en visant un usage non absurde”, ajoute-t-il. “Est-ce vraiment nécessaire d’avoir une solution d’IA pour telle finalité ? Cette finalité est-t-elle vraiment utile ? N’est-elle pas absurde ? Les moyens mis en œuvre pour l’atteindre sont-ils raisonnés ?”

L’exemple d’un outil médical [04:12 - 12:29]

Raidium développe à la fois un modèle de fondation (IA générative) et une interface utilisateur (un viewer), permettant au radiologue d’améliorer son travail. Le modèle a appris le corps humain de la tête aux pieds ainsi que les connaissances médicales associées : anatomie normale et pathologique. Cet outil qui pourrait permettre à la fois de réduire les erreurs médicales et de démocratiser l’expertise radiologique, sans remplacer le radiologue, évidemment !

Prendre en compte tout le cycle de vie [12:39 - 16:02]

Que ce soit dans le développement ou l’utilisation finale de l’outil d’intelligence artificielle, chacun a sa responsabilité. Au-delà de questionner son utilité, il est important de prendre en compte l’impact environnemental tout au long de son cycle de vie : de son entraînement à sa mise œuvre. De plus, il est important que le modèle d’IA respectent les principes éthiques, la réglementation, et la bonne utilisation des données. “Sur quelles données va-t-on entraîner les modèles d’IA ? Sont-elles sensibles ? Personnelles ? A-t-on vraiment le droit d’y accéder ?” énumère Pierre Monget.

Des compromis nécessaires [16:15 - 27:37]

Développer un outil d’intelligence artificielle utile et raisonné, c’est aussi faire des compromis. Par exemple, utiliser un modèle plus léger et donc moins impactant pour l’environnement au prix d’une précision moindre lorsque cette dernière n’est pas nécessaire. Remettre en question, côté utilisateur, son utilisation de ChatGPT pour créer de simples images, par exemple. Ou encore, suis-je autorisé à copier du code source de mon entreprise dans des outils d’IA générative pour le debugger ? Certains ingénieurs ont essayé, ils ont eu des problèmes...

Références citées :

- Raidium
- Viewer, outil de radiologie
- Speech to text
- Geoffrey Hinton - Deep Learning
- Centre d'imagerie du nord, Saint-Denis 93
- Coroscanner (Tomodensitométrie)
- Open AI ChatGPT 3, 4
- Large language model
- Stable diffusion et MidJourney
- AI Act

Ressources pour aller plus loin :

- MOOC de Stanford sur le deep learning

- AI Revolution in Medicine : GPT-4 and beyond de Peter Lee, Carey Goldberg, Isaac Kohane

- L'Innovation Jugaad - Redevenons Ingénieux ! de Navi Radjou, Jaideep Prabhu et Simone Ahuja

Cogitons Sciences est un podcast produit par Techniques de l’Ingénieur. Cet épisode a été réalisé par Séverine Fontaine, en collaboration avec Marie-Caroline Loriquet.

L’intelligence artificielle est partout. Mais comment celle-ci peut-elle aider les ingénieurs et chercheurs dans leur métier ? Nous avons posé la question à nos invités Frédéric Pascal, Professeur des Universités (Université Paris-Saclay) et directeur de l’institut DATAIA, et Marie-Aude Aufaure, directrice de la société de conseil et de formation Datarvest. Voici leurs réponses.

Evoluer aussi vite que l’IA [01:12 - 07:40]

L’intelligence artificielle est « un ensemble de procédés complexes, logiques et automatisés, au travers d’algorithmes, qui permettent de réaliser des tâches pouvant être réalisées par des humains » définit Frédéric Pascal. Deux type d’IA se distinguent, faisant appel à des compétences différentes : la classique (à programmer) et la générative (dont les prompts doivent être définis précisément). Les outils d’intelligence artificielle évoluant vite, il faut régulièrement se mettre à jour.

L’IA modifie la façon de travailler [07:46 - 13:12]

L’IA générative offre de nombreuses possibilités, notamment de s’affranchir des tâches chronophages. « Il faut déterminer ce qu’on a intérêt à laisser à l’IA et ce qui est vraiment cœur de métier, à conserver” affirme Marie-Aude Aufaure. Une fois les tâches sélectionnées, il est important de se former afin de maîtriser le langage de l’IA - comme les prompts de l’IA générative - afin de l’utiliser le plus précisément possible.

Se différencier [13:18 - 21:38]

L’intelligence artificielle peut faire monter tout utilisateur en compétence, notamment dans la qualité des données récoltées ou encore dans les tâches fastidieuses, telles que la recherche d’information, de code, la traduction ou encore la synthèse, afin de se libérer du temps. Toutefois, pour tirer leur épingle du jeu, les chercheurs et ingénieurs vont devoir utiliser les bénéfices de l’intelligence artificielle de concert avec leur propre intelligence. Mais également de prendre en considération les enjeux éthiques et environnementaux.

L’IA n’est pas une option ! [21:44 - 26:24]

Difficile aujourd’hui de se passer de l’IA sans se faire dépasser. Pour Marie-Aude Aufaure, il est nécessaire d’identifier les tâches qui ont intérêt à être automatisées, et ne pas se focaliser uniquement sur l’IA générative. « Sur un processus ou un problème défini, il faut combiner l’IA générative et classique, afin d’avoir par exemple un processus un peu plus frugal », affirme-t-elle. Un autre point important est de maîtriser les risques en protection de données, de cyberattaques ou encore d’évolution d’emploi.

Références citées :

ChatGPT d'OpenAI, Olympiades de Mathématiques, Google Bard, AI Act, SNCF, SPOC, MOOC

Ressources pour aller plus loin :

- Artificial Intelligence : a modern approach de Stuart Russell et Peter Norvig

- L’IA éducative : l’intelligence artificielle dans l’enseignement supérieur de Frédérique Guénot

- Le temps des algorithmes de Serge Abiteboul et Gilles Dowek

- Quand la machine apprend de Yann Le Cun

Cogitons Sciences est un podcast produit par Techniques de l’Ingénieur. Cet épisode a été réalisé par Séverine Fontaine, en collaboration avec Marie-Caroline Loriquet. Le générique a été réalisé par Pierre Ginon.

Grégory Richa, directeur associé de la société de conseil OPEO détaille ce qu’est l’économie circulaire et Agnès Crépet, responsable de la longévité des logiciels chez Fairphone et porte-parole France, nous explique la circularité de son smartphone modulaire.

Qu’est-ce que l’économie circulaire ? [1:00 - 15:18]

Modèle économique le plus répandu, l’économie linéaire est basée sur une boucle d’extraction et un produit-déchet. L’économie circulaire vise à réduire la consommation de ressources (matière, eau, énergie), et se base sur trois grandes boucles de circularité : réduction, réparabilité et récupération. Le recyclage est un dernier recours. Fairphone est un exemple de circularité avec son smartphone modulaire et démontable. “Pour la fin de vie", il n'y a pas "que le recyclage mais également la réutilisation de certaines pièces” détaille Agnès Crépet. Ces smartphones intègrent en effet des métaux issus de recyclage.

L’économie circulaire permet aux entreprises qui l'intègrent qui se distinguer. Les grandes changent leurs modes de consommation et les petites peuvent émerger rapidement. Restant compétitives sur les ressources, elles sont aussi plus résilientes et moins soumises aux variations des coûts de matières premières. Leur empreinte CO² est réduite grâce aux produits remanufacturés moins énergivores. La circularité favorise la création d’emplois locaux via une matière en circuit local. 

Concevoir un produit circulaire [15:27 - 28:24]

Les industries ont tendance à toujours fabriquer une nouvelle version d’un produit, entraînant souvent l'ajout de technologies, de fonctionnalités. Des produits toujours plus grands ou plus connectés, sont aussi fermés. Dans les smartphones par exemple, la batterie, l'écran sont collés et ne peuvent pas être remplacés lorsqu'ils ne fonctionnent plus. L'appareil entier n'est plus utilisable et doit être remplacé par un neuf ! Choisir des produits ouverts permet de pérenniser leur usage. Voilà un défi passionnant pour les ingénieurs !

Passer à l’économie circulaire [28:29 - 42:56]

Intégrer la circularité ne doit pas attendre, recommande Grégory Richa : “quand on est un industriel dans un monde linéaire, on est voué à ne plus pouvoir opérer dans les 5 ans”. Revenir à des chaînes de valeurs locales, autonomes et résilientes est nécessaire. Les réglementations venir vont probablement aller dans ce sens. Un produit circulaire peut être réutilisé, un atout pour un industriel. Déjà existant, il est disponible plus rapidement qu'un neuf et vraisemblablement à un prix équivalent. De plus, l'industrie circulaire est attractive pour les employés et les clients, “on a envie de s’engager” affirme Grégory Richa.

Références citées :

- Haulotte, Valrhona, SEB, Décathlon, Renault Trucks, réseau ENVIE, Murfy, Saint-Gobain Glass, Tesla, Volvo, Backmarket.

- Fairphone, Google Ara et Nokia 3310.

- Et aussi iPhone, SpaceX, Vinted, Foxconn

Ressources pour aller plus loin :

Les livres :

- Ecologie du smartphone de Laurence Allard, Alexandre Monin et Nicolas Nova

- L’âge des low tech de Philippe Bihouix

- La guerre des métaux rares et L’enfer du numérique de Guillaume Pitron

- La machine est ton seigneur et ton maître de Jenny Chan et Yang Lizhi

- Pivoter vers une industrie circulaire de Grégory Richa et Emmanuelle Ledoux

- La théorie du donut de Kate Raworth

- 20 000 ans ou la grande histoire de la nature de Stéphane Durand

- Les limites à la croissance de Dennis Meadows, Donella Meadows et Jorgen Randers

- L’événement anthropocène de Jean-Baptiste Fressoz et Christophe Bonneuil

Le podcast :

- Circular4good, un podcast de Grégory Richa et Aurélien Gohier

Le site web :

- Association SystExt avec l'ingénieure géologue minier Aurore Stéphant

Cogitons Sciences est un podcast produit par Techniques de l’Ingénieur. Cet épisode a été réalisé par Séverine Fontaine, en collaboration avec Marie-Caroline Loriquet. Le générique a été réalisé par Pierre Ginon et le visuel du podcast a été créé par Camille Van Belle.

Stéphane Le Pochat, directeur R&D du cabinet de conseil EVEA, s'entretient avec nous sur l’écoconception et sur l’analyse de cycle de vie (ACV). Cette approche offre une photographie environnementale globale d'un produit ou d'un service, afin d'améliorer les impacts liés à chaque étape de sa vie.  

L’écoconception et l’analyse de cycle de vie [00:58 - 5:04] L’écoconception d'un produit ou d'un service prend en compte la dimension environnementale de sa fabrication et de son industrialisation afin de réduire son empreinte carbone. Pour cela, l'ACV est un outil privilégié. Cette technique de modélisation intègre en effet la totalité des impacts environnementaux d’un produit, de sa création à sa fin de vie. Elle permet d’améliorer chacune des étapes, par exemple sa fabrication. Des indicateurs environnementaux interviennent, mais aussi la santé humaine ou les ressources.

Les différents types d'ACV [05:11 - 7:25]

L'attributionnelle est l'ACV la plus courante, et porte sur le produit. La conséquentielle analyse les conséquences d’une décision sur l’ensemble de l’économie, comme les scénarios énergétiques à l'horizon 2050, par exemple. L'organisationnelle repose sur la production d’une entreprise en intégrant les gammes de produits. “L'analyse de cycle de vie sociale évalue les impacts sociaux et sociétaux d’un produit sur le marché. Elle plaît à l’industrie car elle s’intègre bien dans sa politique RSE”, complète notre invité.

Une photographie environnementale [07:28 - 10:53]

Outil d’aide à la décision, l'AVC permet d’obtenir une photographie environnementale détaillée d’un produit. Celle-ci permet d’identifier les facteurs et les origines des impacts environnementaux. “On peut penser des pistes d’amélioration”, poursuit notre invité. 

Promue par des directives [10:52 - 13:29]

Les premières ACV remontent aux années 1990, poussées par des directives françaises et européennes d’écoconception. Vers 2007, un processus d’affichage environnemental a émergé, embarquant tous les secteurs industriels dans le calcul d’empreinte. Dans des projets de recherche ANR par exemple, “il est obligatoire de réaliser une ACV pour les évaluer” ajoute notre invité.

Quelques faiblesses [13:32 - 24:58]

Crayon, satellite ou modèle économique, tout est modélisable en théorie. Stéphane Le Pochat tempère : “la modélisation repose sur l’acquisition de données” souvent confidentielles ou coûteuses à obtenir. “Une ACV de qualité peut s’élever à une dizaine de milliers d’euros", détaille-t-il. Cela peut paraître élevé, mais en comparaison plus faible qu'un budget communication.

Pour Stéphane Le Pochat, l’analyse de cycle de vie est fiable s’il s’agit de comparer deux produits dans le cadre d’une prise de décision pour la reconception. Elle l'est moins pour déterminer les vrais impacts environnementaux, car “ce n’est pas l’objectif de l’ACV” précise l’expert. “Elle traite d’impacts environnementaux potentiels. Ce sont des indicateurs, qui ne reflètent pas la réalité.” La recherche avance pour rendre toujours plus robustes les méthodes de calcul. Deux axes sont en cours d'étude : le temps et l’espace dans le calcul d’impacts environnementaux. Le niveau de pollution par exemple, se considère à tel moment et dans tel milieu.

L’ACV est largement utilisée dans les industries, en interne dans de petites équipes, ou confiée à des cabinets de conseil.

Références citées :

- Le bilan carbone Scope 3

- Philips et Peugeot Citroën, précurseurs de l'ACV 

Ressources pour aller plus loin :

- "Il y aura l’âge des choses légères", sous la direction de Thierry Kazazian

- "Small is beautiful", d’Ernst Friedrich Schumacher

- "Cradle to cradle" (“du berceau au berceau”) de Michael Braungart et William McDonough

Cogitons Sciences est un podcast produit par Techniques de l’Ingénieur. Cet épisode a été réalisé par Séverine Fontaine, en collaboration avec Marie-Caroline Loriquet. Le générique a été réalisé par Pierre Ginon et le visuel du podcast a été créé par Camille Van Belle. 

Pour répondre aux enjeux climatiques, les industries doivent devenir sobres. Mais qu’est-ce que cela signifie exactement ? Nous avons posé la question à nos invités Sarah Thiriot, sociologue à l’Ademe et Sam Allier, chargé de projet au Shift Project. Voici leurs réponses. 

Qu’est-ce que la sobriété ? [1:45 - 8:43]

La sobriété, selon l’Ademe, est une approche qui consiste à se questionner sur ses besoins et à les satisfaire en limitant leur impact sur leur environnement. Cette sobriété engendre ainsi un changement de mode de production et de consommation. Du côté des industries, la “sobriété énergétique” consiste à rendre plus efficiente la production, en clair, moins énergivore. Mais pour Sarah Thiriot, l’efficience à elle seule ne suffira pas à faire face aux défis environnementaux. “La sobriété énergétique permet en partie de respecter les accords sur la décarbonation mais également de faire face à des contraintes physiques d’approvisionnement” explique Sam Allier.

La neutralité carbone [8:51 - 14:36]

Plusieurs chemins peuvent mener à la neutralité carbone. L’Ademe en propose quatre, construits sur les scénarios du GIEC et adaptés à la France. Ces quatre scénarios enclenchent plus ou moins les leviers de sobriété, d’efficacité et de décarbonation. Avec ces scénarios, “nous montrons que différents champs des possibles sont atteignables à long terme pour atteindre la neutralité carbone en 2050 (...) en offrant des visions contrastées sur le contexte économique, le déploiement dans les territoires ainsi que sur les modes de gouvernance” explique Sarah Thiriot.

Décarboner l’industrie française sans la saborder [14:39 - 22:33]

Le Shift Project part du constat que “l’industrie représente 20 % des émissions de gaz à effet de serre, dont 75 % par l’industrie lourde” déclare Sam Allier. Pour la décarboner, “un levier est de continuer d’améliorer les procédés" et un autre "de développer les ruptures technologiques". “La sobriété ne va pas s’appliquer de la même façon à tous les secteurs” affirme Sarah Thiriot. Des activités trop polluantes devront cesser, d’autres devront s'adapter et des infrastructures transformées. Et de nouveaux secteurs naîtront.

Et l’ingénieur ? [22:42 - 26:08]

L’ingénieur peut être acteur de la transformation des secteurs industriels. Il peut faire preuve de sobriété en refusant de travailler pour certains secteurs, propose Sam Allier. Ses compétences pourraient orienter le système vers une direction compatible aux enjeux écologiques. “C’est la désertion que l’on commence à observer et qui constitue un nouveau rapport de force avec les industriels qui n’ont pas de plan ambitieux pour la planète” indique l’expert. Dans des secteurs passion mais polluants, les ingénieurs peuvent se questionner sur la réorientation des activités ou en travaillant sur les ruptures technologiques.

Quid du progrès technique ? [26:15 - 29:25]

La sobriété signerait-elle le glas du progrès technique ? Sarah Thiriot observe cet “imaginaire un peu apocalyptique” derrière cette thèse. Il ne s’agit pas de bannir le progrès technique ou l’innovation, poursuit-elle. Les développements techniques seront d’une nature différente, en fonction des choix industriels, économiques mais également de société. "Moins mais mieux", conclue-t-elle.

Ressources pour aller plus loin :

Le sixième rapport du GIEC, publié en novembre 2022

Le Rapport Transition(s) 2050 : Quatre scénarios pour atteindre la neutralité carbone en 2050

Le rapport du Shift Project : Décarboner l’industrie sans la saborder

Le sociologue Antoine Bouzin : “Crise écologique : ces élèves ingénieurs qui veulent transformer leur métier”

AgroParisTech : quand de futurs ingénieurs racontent leur “conversion écologique” 

Cogitons Sciences est un podcast produit par Techniques de l’Ingénieur. Cet épisode a été réalisé par Séverine Fontaine, en collaboration avec Marie-Caroline Loriquet. Le générique a été réalisé par Pierre Ginon et le visuel du podcast a été créé par Camille Van Belle. 

Qu’entend-on par fatigue lorsqu’il s’agit d’un matériau ? Comment explique-t-on ce processus ? Quels secteurs sont particulièrement concernés ?  

Notre invitée Isabel Huther, Responsable Projets Fatigue au Cetim, le Centre technique des industries mécaniques, nous apporte son éclairage sur cette étape de la vie des matériaux.  

Chargements et rupture [1:06 – 6:11]

Notre invitée explique que la fatigue est un processus d’endommagement des matériaux sous des sollicitations cycliques. Leurs niveaux varient au fil du temps, ainsi que leur amplitude.

Sous ces chargements cycliques et appliqués à la même zone, le matériau s’endommage dans cette zone. Une fissure s’amorce et se propage jusqu’à la rupture brutale de la pièce.

Une pièce cassée présente un plan de rupture, aussi appelé faciès de rupture. Cette pièce sollicitée en fatigue présente deux zones distinctes. Isabel Huther nous fait part des différences entre les plans  de rupture, selon que le matériau dont la pièce est constituée.

Les plans de rupture en fatigue sont toujours perpendiculaires au chargement. Donc sur une pièce cassée en service et qui a subi des sollicitations en fatigue, le plan de fissuration indique quel chargement a induit la rupture.

Conception des pièces et durées de vie prédéfinies [6:11 – 12:17]

Les ruptures en fatigue interviennent souvent dans des zones de concentration de contraintes. Isabel Huther nous éclaire sur ces zones, caractérisées par des discontinuités géométriques, comme des angles droits, par exemple. Elle recommande de les éviter au moment du dimensionnement ou de la conception de pièce.

Tous les matériaux métalliques ou composites peuvent se fissurer sous des chargements cycliques. En fatigue, les matériaux se distinguent par leur qualité. Le moins le matériau a de défauts, meilleure est sa tenue en fatigue. Il risque donc moins la fissuration.

Notre invitée évoque les secteurs concernés par les phénomènes de fatigue. Les pièces et structures sont conçues au plus juste, entraînant le risque de problèmes de fissuration par fatigue. Par exemple, le poids des avions est diminué pour qu’ils consomment moins.

Les pièces sont dimensionnées vis-à-vis de leur tenue à la fatigue pour s’assurer qu’elles ne cassent pas avant les durées de vie prédéfinies.

Réduire le processus de fatigue ? [12:34 – 19:10]

La détermination de la résistance à la fatigue est expérimentale. Les données disponibles sont issues d’essais de fatigue réalisés sur des éprouvettes, fabriquées dans les matériaux caractérisés. A partir des valeurs relevées lors des essais, on peut estimer, pour une durée de vie donnée, la résistance en fatigue recherchée.

Pour minimiser les risques de fissuration par fatigue, il est nécessaire de connaître les performances du matériau en fatigue dans l’environnement d’utilisation. Il faut aussi connaître le type de chargement, ainsi que les niveaux de chargement.

Ressources pour aller plus loin : 

Sur le site Techniques de l’Ingénieur. Les articles de ressources documentaires : - généralités sur la fatigue, - calcul des pièces, - réalisation des essais de fatigue. - Le webinar gratuit Découverte de la fatigue des matériaux avec Robin Hauteville.

Les recueils Cetim performance, « collection fatigue » : - Les généralités en fatigue, - Influence des paramètres en fatigue, - calcul des pièces, - Analyse des résultats d’essais de fatigue, - Recueil sur la tenue en fatigue des assemblages soudés.

L'ouvrage La fatigue des matériaux et des structures 1 : Introduction, endurance, amorçage et propagation des fissures, fatigue oligocyclique et gigacyclique sous la direction de Claude Bathias et André Pineau, éditions Hermès Lavoisier. 

Cogitons Sciences est un podcast produit par Techniques de l’Ingénieur. Cet épisode a été réalisé par Marie-Caroline Loriquet, en collaboration avec Intissar El Hajj Mohamed. Le générique a été réalisé par Pierre Ginon et le visuel du podcast a été créé par Camille Van Belle. 

Comment faire un choix de matériau pertinent et selon quels critères ? Pour quelle application ? Sur quelle méthode de sélection peut-on s’appuyer ? Ces questions ont été posées à Bruno Chenal, président de la SF2M, la Société Française de Métallurgie et de Matériaux. 

La carte d'identité du matériau [6:00 - 16:07] Le nombre de matériaux augmente et leur choix est de plus en plus complexe. « De nouveaux matériaux permettent un nouvel usage et améliorent les performances d’un produit. L’aluminium et ses alliages, liés à l’histoire de l’aéronautique, ont permis des avions plus rapides, de plus grande capacité, plus légers. » Le choix d’un matériau pour une application donnée se base sur ses propriétés, son procédé d’élaboration et de fabrication, et son design. « C’est ce que définit le cahier de charges. » Bruno Chenal distingue « les propriétés intrinsèques, qui définissent la carte d’identité du matériau », d'un côté et de l’autre, « ses propriétés extrinsèques qui interviennent lors de sa sélection finale : son prix, son impact environnemental, sa disponibilité, l’aspect santé-sécurité. »

Évolutions du cadre de vélo [16:20 – 20:26]
Ce passionné de cyclisme illustre son propos avec un cadre de vélo. « Les propriétés attendues sont la rigidité, l’élasticité, le dynamisme, le poids, la durabilité, mais aussi le prix et le fait de pouvoir le fabriquer en série ». Les cadres de vélo ont longtemps été en acier. Ils ont été allégés, grâce aux alliages d’acier, et à des tubes amincis. L’aluminium est trois fois plus léger que l’acier, plus cher et moins résistant. Le diamètre des tubes a été augmenté pour les renforcer. Les composites à fibres de carbone offrent des cadres plus légers. Plus cher, le titane allie une faible densité aux caractéristiques élevées de l’acier. Enfin, les composites permettent des formes d’ailes d’avion, pour un aérodynamisme amélioré. Différents compromis conduisent à différents choix.

Sélectionner... [20:35 – 24:07] Bruno Chenal propose de s’appuyer sur « une méthode rationnelle de choix qui permet de faire le choix optimal d’un matériau », mise au point par le professeur Michael Ashby. Dans les diagrammes d’Ashby, une propriété donnée est représentée et les matériaux sont positionnés, chacun dans des domaines. Elle permet de restreindre les choix des matériaux, pour arriver à une seule solution.

...Et fabriquer ! [24:16 – 30:38] Reste la question de la fabrication du matériau et du produit. « La fabrication additive donne accès à des géométries impossibles à produire par usinage. Le fait de pouvoir produire ces pièces en une seule fois avec un seul matériau ouvre de nouvelles perspectives. De nouveaux matériaux, mieux adaptés, peuvent être développés. ». Bruno Chenal recommande l’approche la plus ouverte possible. Un choix est un compromis. 

Références citées :  

Laboratoires Bell Labs Les professeurs Michael Ashby, de l’Université de Cambridge, et Yves Bréchet, de l’Université de Grenoble Les diagrammes d’Ashby
Logiciel Granta Design d’Ansys « Une industrie accro aux minerais de conflit », épisode #2 podcast Cogitons Sciences sur les matériaux  

Ressources pour aller plus loin : - Livres de Michael Ashby : « Choix des matériaux en conception mécanique », Dunot, 2012 « Matériaux et environnement : choix écoresponsable en conception », Dunot - De Michael Ashby et Yves Bréchet : « Sélection des matériaux et procédés de mise en œuvre », 2001. - Choix et usage des matériaux, article de ressources documentaires de Techniques de l’Ingénieur corédigé par Yves Bréchet, Michael Ashby, Michel Dupeux et François Loucher.

Cogitons Sciences est un podcast produit par Techniques de l’Ingénieur.  Cet épisode a été réalisé par Marie-Caroline Loriquet, en collaboration avec Intissar El Hajj Mohamed. Le générique a été réalisé par Pierre Ginon et le visuel du podcast a été créé par Camille Van Belle.  

Qu’appelle-t-on “minerais de conflits” ? Pourquoi leur extraction et leur utilisation sont-elles problématiques ? Pourrait-on un jour réglementer ce commerce ?  Réponses avec notre invitée Marianna Reyne, juriste en droit de l’environnement industriel.

Les 3TG [1:30 – 7:07]

“L’expression “minerais de conflit” vient du fait que l’exploitation de ces minerais participe à alimenter des conflits armés dans plusieurs régions du monde”, explique Marianna Reyne. Parmi la soixantaine de métaux entrant dans la composition des équipements électroniques, quatre de ces métaux sont issus de minerais de conflit : “le tantale, issu de la colombite-tantalite (le coltan), l’étain provient de la cassitérite, le tungstène dont l’origine est la wolframite, et l’or”. Ces métaux sont désignés par un sigle : “3TG” (tin, tantalum. tungsten et gold, en anglais). Ils viennent principalement de pays détenant “des ressources minières très importantes” : République Démocratique Congo, Rwanda, Burundi, Ouganda, Colombie, Birmanie et Afghanistan. “Qu’il s’agisse d’opérations minières artisanales non réglementées ou d’activités industrielles, l’exploitation de ces minerais est illégale et entraîne de nombreuses dégradations sur l’environnement et des violations des droits humains”, souligne Marianna Reyne. 

Des conséquences humaines et environnementales alarmantes [7:51 – 17:48]

Il est estimé que l’extraction illégale de la cassitérite, du coltan et de l’or a provoqué en RDC l’enlèvement de la couverture végétale de la forêt ainsi qu’une très importante pollution. Citons par exemple la dégradation des zones situées le long des rivières, dont résultent des problèmes d’érosion, un envasement de l’eau et un dépôt de résidus contaminants (dont mercure et cyanure) déversés dans les rivières. Les conséquences humaines sont bien connues : “la violence et l’insécurité, qui caractérisent l’Est de la RDC, perdurent du fait de la compétition pour ce contrôle du commerce des minerais entre groupes rebelles, milices locales et forces armées des États voisins. Le contrôle illégal par les groupes armés et l’inaction étatique provoquent une situation humanitaire désastreuse dans la région : affrontements, violations des droits de l’Homme, travail forcé (y compris des enfants), violences sexuelles, attaques contre les civils… En 2014, l’Unicef avait évalué à 40 000 le nombre d’enfants qui travaillaient dans les mines du Sud de la RDC”, précise Marianna Reyne.

Et la RSE dans tout ça ? [18:11 – 21:59]

Selon Marianna Reyne, les entreprises s’appuient sur un guide publié par l’OCDE en 2011 : considéré comme le standard de référence en matière de responsabilité sociétale des entreprises, ce guide est consacré au devoir de diligence pour les chaînes d’approvisionnement responsable en minerais provenant de zones de conflit. “On a aussi vu apparaître un certain nombre d’initiatives et de programmes venant de l’industrie, du téléphone ou de l’étain par exemple, et ces initiatives ont plus ou moins bien fonctionné.”

Des tensions au cœur de l’actualité [22:48 – 32:31]

“S’agissant de la crise du Covid-19, analyse Marianna Reyne, les politiques publiques qui ont été adoptées de par le monde ont provoqué d’énormes problèmes liés aux arrêts de production, à la fois du fait des confinements des populations et de cette instabilité généralisée qui a été créée. Ce que l’on observe, ce sont des crises de production et de logistiques majeures qui ont généré elles-même des pénuries en cascade”. Exemple le plus emblématique : la pénurie des semi-conducteurs électroniques.        

Références citées :

Guide OCDE 

iTSCi 

Cet article d’Amnesty International 

Ressources pour aller plus loin :

Virunga 

Cobalt Blues

Fairphone 

Cogitons Sciences est un podcast produit par Techniques de l’Ingénieur.  Cet épisode a été réalisé par Intissar El Hajj Mohamed, en collaboration avec Marie-Caroline Loriquet. Le générique a été réalisé par Pierre Ginon et le visuel du podcast a été créé par Camille Van Belle.

Comment passer des directions assistées pour automobiles aux voiliers de haute technologie ? Est-il possible pour un ingénieur de faire son métier de sa passion ? Comment une page blanche devient un bateau capable de faire le tour du Monde ? Qu’est-ce qu’un ingénieur d’études peut apporter à des skippers ? 

Pour nous répondre, nous recevons Clément Thivin, ingénieur d’études « mécanique et systèmes » au bureau d’études de MerConcept, l’écurie de course au large créée par le navigateur François Gabart en 2006.

De l’intérêt à la passion [1 :30  -  7:51]

Lors du cursus d’ingénieur de Clément Thivin à l’INSA de Lyon, ses professeurs l’encouragent à suivre leur ancien élève, François Gabart, qui participe au Vendée Globe Challenge, fin 2012. Dans les médias, Clément Thivin découvre le projet de « construction d’un trimaran de course pour battre le record du tour du monde à la voile en solitaire » par MerConcept. Ce sera sur ce projet qu'il travaillera durant son stage en 2014.

C’est en poste chez JTEKT Technology que Clément Thivin comprend qu'il est passionné par la voile et que c’est là qu'il veut travailler. Ses candidatures ne sont pas retenues. Puis, en intégrant les Chantiers de l’Atlantique, il s’approche de l’océan et acquiert de l’expérience dans le secteur naval. Ensuite, « dans un média spécialisé, j’ai vu une offre de MerConcept ». Elle correspond bien à son profil. Il postule. Il est recruté.

Concevoir un bateau compétitif [8 :09 - 17 :10]

C'est donc en 2019 que Clément Thivin revient chez MerConcept. Il travaillera d'abord sur l’Imoca 11th Hour Racing. Il explique la différence de design entre cet Imoca, dessiné pour un équipage, et « l’Imoca Apivia, skippé par Charlie Dalin ».

L’acquisition du vocabulaire nautique est comparée par Clément Thivin à l’arrivée « dans un nouveau pays ». « L’ingénieur d’études doit produire des pièces, des systèmes » pour le bateau. Clément Thivin illustre sa charge de travail : « En août 2019, le bateau était une page blanche. À l’été 2021, il a navigué. En novembre, il a traversé l’Atlantique ». Ces bateaux sont conçus pour « participer à des courses et si possible les gagner ». Il faut à l’ingénieur d’études « un bon niveau de confiance et de doute » pour « prendre les décisions vitales pour la performance du bateau ».

À l’écoute des skippers  [17 :30 - 28 :33]

« On fait un bateau pour que les skippers puissent l’exploiter au maximum pendant les courses. Ils doivent être très impliqués dans le design du bateau et la philosophie des systèmes », explique Clément Thivin. Le « retour est immédiat pendant toutes les phases de conception ». « Capables de passer trois mois en mer tous seuls sur leur bateau, ils ont des choses à raconter. », ajoute Clément Thivin.  « Les courses de bateaux rythment nos journées. La cartographie est le seul accès à la performance. Les pointages permettent de connaître les positions des bateaux ».

Références citées :

MerConcept

The OceanRace est la course à laquelle va participer l’Imoca 11h

Hour Racing

Les Chantiers de l’Atlantique à Saint-Nazaire

JTEKT Technology

L’INSA de Lyon

L’Université d’Aalto à Helsinki, en Finlande

Ressources pour aller plus loin :

Le média spécialisé dans la voile de compétition Tip & Shaft

le festival de films documentaires Sailorz

Le livre « La longue route », de Bernard Moitessier
« Maiden », le documentaire sur la skippeuse britannique Tracy Edwards

Le Off Shore film festival, consacré à l’aventure en mer

Cogitons Sciences est un podcast produit par Techniques de l’Ingénieur. Cet épisode a été réalisé par Marie-Caroline Loriquet, en collaboration avec Intissar El Hajj Mohamed. Le générique a été réalisé par Pierre Ginon et le visuel du podcast a été créé par Camille Van Belle. 

Gauthier Ryckeboer et Romain André sont respectivement ingénieur électronique et chef de projet produits électroniques au département conception d'accessoires jeux vidéo chez Nacon. 

Multi-casquettes [2:18 - 30:12]

“Au quotidien, mon métier se résume à plusieurs casquettes, détaille Gauthier Ryckeboer. Une première casquette laboratoire qui représente les validations, les tests et les caractérisations des différents accessoires des jeux vidéo. Une deuxième casquette, cette fois ingénierie, qui est plus liée à la spécification en vue du développement de l’accessoire, et c’est là où j’assiste mon collègue Romain, ces missions étant liées au user interface, à l’électronique et à l’électrique. Une troisième casquette autour de l’amélioration continue du produit, en fonction des retours clients, et nous sommes toujours à l’affût de nouvelles technologies et de nouveaux composants”. 

Romain André participe à la supervision du développement du produit “en allant de l’idée de départ et jusqu’à la sortie de l’usine et l’arrivée en magasin” : “cela consiste à définir complètement le produit, d’un point de vue technique, avec les membres du laboratoire, dont Gauthier, superviser le développement tout au long de la chaîne de production, participer à l’élaboration du packaging et travailler avec les équipes marketing pour présenter le produit aux clients”. 

Une flexibilité professionnelle accrue [30:25 - 49:57]

Depuis leurs débuts dans le milieu du jeu vidéo, les deux ingénieurs profitent d’une plus grande flexibilité au travail. Pour Gauthier Ryckeboer : “chez Nacon, lorsque nous avons une idée ou un projet, que ce soit sur le développement d’accessoires ou sur autre chose, il nous est possible de le remonter très facilement car la hiérarchie est très accessible, et cela jusqu’au PDG (Alain Falk, NDLR), et il nous est aussi possible d’échanger avec beaucoup de corps de métiers, qu’il s’agisse de nos collègues de la comptabilité ou de l’informatique, de nos partenaires industriels qui se trouvent en Chine par exemple, de nos partenaires technologiques éparpillés à travers le monde, ou encore les collègues chefs de projet comme Romain ou encore les collègues designers industriels… Aujourd’hui, j’ai pu développer un côté pluridisciplinaire, très agréable car challengeant intellectuellement”. 

Cette flexibilité pousse Romain André à poursuivre sa carrière dans le secteur du jeu vidéo : “la flexibilité, c’est la possibilité d’entreprendre et de voir le concept, imaginé avec les collègues, prendre forme et prendre vie. C’est une des choses qui rend le secteur au global ainsi que l’innovation très intéressants, car ce n’est pas un secteur qui reste fixe. Si par exemple on voit aujourd’hui comment a évolué une manette, à quoi elle ressemblait et ce qu’il y avait dedans il y a 10 ans, ce n’est plus la même chose aujourd’hui, ça a complètement changé ! Et on peut en dire tout autant pour l’évolution des jeux vidéo, des supports de jeux, mais aussi des casques audio. Et au niveau industriel, cette flexibilité m’a permis de rencontrer des personnes qui maîtrisent des technologies qu’autrement, si j’étais resté dans le secteur automobile, je n’aurais pas forcément pu découvrir à moins de changer de périmètre ou de site… Alors qu’aujourd’hui, je travaille sur des catégories de produits qui sont totalement différentes les unes des autres, tout en restant au même endroit”. 

Références citées :

Nacon 

Thrustmaster

Valeo 

Ressources pour aller plus loin :

“Power on: The Story of Xbox”

“High Score : L’Âge d’or du gaming”

“Les consoles de jeux vidéo”

Les livres sur l’histoire du jeu vidéo, aux éditions Omaké

“Joypads ! Le design des manettes”

“Le rendez-vous tech” et “Le rendez-vous jeux”

“Tech café”

Cogitons Sciences est un podcast produit par Techniques de l’Ingénieur. Cet épisode a été réalisé par Intissar El Hajj Mohamed, en collaboration avec Marie-Caroline Loriquet. Le générique a été créé par Pierre Ginon ; le visuel, par Camille Van Belle.