Fiabiliser les procédés composites grâce au monitoring en temps réel

Les enjeux industriels du projet MONOCLE

Les procédés d’infusion de résine sont aujourd’hui largement utilisés pour fabriquer des pièces composites de grande taille et de forte épaisseur. Toutefois, ces procédés présentent plusieurs défis industriels majeurs :

• Difficulté de contrôle du procédé en temps réel
• Risques élevés de non-conformité sur des pièces uniques ou quasi uniques
• Coûts de production importants en cas de défaut
• Manque d’outils d’aide à la décision pour les opérateurs
• Besoin de sécuriser la qualité dès la première production

Dans ce contexte, Naval Group souhaitait disposer de solutions les aidant à mieux maîtriser les procédés d’infusion afin de garantir la qualité des pièces composites tout en limitant les risques industriels et économiques associés.

Les technologies développées pour le monitoring des procédés composites

Le projet MONOCLE a permis de développer une méthodologie de monitoring en temps réel reposant sur plusieurs briques technologiques complémentaires :

• Mise en œuvre de capteurs multi-physiques : caméras, thermocouples, débitmètres, capteurs de vide et données machines pour alimenter les modèles de suivi du procédé
• Traitement des données par intelligence artificielle afin d’identifier en temps réel le front de résine et détecter d’éventuelles anomalies
• Développement d’un modèle de simulation numérique haute-fidélité pour reproduire le comportement du matériau pendant le procédé d’infusion
• Conception d’un métamodèle simplifié permettant de fournir des prédictions compatibles avec la dynamique du procédé
• Mise en place d’un jumeau numérique pour améliorer le pilotage et le suivi de fabrication
• Développement d’une interface homme-machine ergonomique restituant les indicateurs clés de manière claire et exploitable pour les opérateurs
• Utilisation du standard OPC UA pour la gestion et l’exploitation des flux de données industrielles

L’interface opérateur a été développée en étroite collaboration avec les équipes de Naval Group, iQanto et Bureau Veritas Marine & Offshore afin de répondre aux besoins des utilisateurs terrain.

Les résultats du projet & impacts industriels.

Le projet MONOCLE a permis de démontrer la faisabilité d’un monitoring intelligent des procédés composites par infusion pour des pièces de grandes dimensions et fortes épaisseurs.

Les travaux réalisés ont permis :

• De fournir aux opérateurs un outil d’aide à la décision basé sur des données en temps réel
• D’améliorer la maîtrise des procédés d’infusion de résine
• De limiter les coûts de production liés aux non-conformités
• D’anticiper les anomalies potentielles pendant la fabrication
• De structurer des méthodologies pouvant contribuer à la certification future des procédés composites
• D’ouvrir la voie à l’utilisation du jumeau numérique et de l’intelligence artificielle dans la fabrication de pièces composites complexes

Grâce aux résultats obtenus, le projet MONOCLE contribue au développement de procédés composites plus fiables, plus sécurisés et mieux maîtrisés pour les industries utilisant des pièces de grandes dimensions.