Tout savoir sur la robotique industrielle en France

La robotique industrielle connaît une croissance fulgurante en France, transformant les processus de production traditionnels. Cet article explore les dernières tendances et innovations dans ce domaine, de l'essor des robots collaboratifs aux applications révolutionnaires de l'intelligence artificielle. Comprendre ces avancées est crucial pour les entreprises souhaitant rester compétitives et optimiser leur efficacité.

🔢 La croissance des cobots en chiffres

Le marché mondial des robots collaboratifs devrait atteindre 7,5 milliards de dollars d'ici 2027, avec un taux de croissance annuel composé de 41,8% entre 2020 et 2027. Cette expansion rapide témoigne de l'engouement des industriels pour ces robots conçus pour travailler en toute sécurité aux côtés des opérateurs humains.

Définition et portée de la robotique industrielle

La robotique industrielle est une branche de l'automatisation qui a révolutionné les processus manufacturiers au cours des dernières décennies. Elle fait référence à l'utilisation de robots programmables multifonctions pour effectuer de manière autonome des tâches spécifiques avec un haut degré de précision et de répétabilité.

Selon la définition de l'Organisation internationale de normalisation (ISO), un robot industriel est un "manipulateur multifonction reprogrammable commandé automatiquement, programmable sur trois axes ou plus". En d'autres termes, il s'agit d'un système mécatronique complexe intégrant mécanique, électronique et informatique, capable d'interagir avec son environnement et d'exécuter des mouvements prédéfinis de façon précise et répétée.

Diversité des applications industrielles

Les robots industriels sont déployés dans une grande variété de secteurs manufacturiers et de procédés industriels. Ils sont particulièrement prisés dans des domaines comme :

• L'industrie automobile, pour des opérations d'assemblage, de soudage et de peinture
• L'industrie électronique, pour des tâches minutieuses de placement de composants sur des circuits imprimés
• L'agroalimentaire, pour la palettisation et le conditionnement
• La métallurgie, pour des applications de forge, d'usinage et de manutention
• L'industrie chimique et pharmaceutique, pour la manipulation de produits dangereux

Au-delà du secteur manufacturier, la robotique industrielle s'étend aussi à des domaines comme la logistique avec des solutions d'automatisation des entrepôts et de préparation de commandes. Elle est de plus en plus utilisée dans le traitement des déchets et le recyclage.

Typologie des robots industriels

Il existe différents types d'architecture mécanique pour les robots, adaptés à des usages spécifiques :

Les robots sériels polyarticulés

Aussi appelés robots anthropomorphes, ce sont les plus répandus. Ils sont constitués d'une structure ouverte à plusieurs segments articulés, à l'image d'un bras humain. Très polyvalents, ils offrent généralement 6 degrés de liberté (rotation et translation).

Les robots parallèles

Leur structure fermée est composée d'une plateforme mobile reliée à une base fixe par plusieurs chaînes cinématiques. Ils présentent une grande raideur pour une masse réduite. Le robot Delta en est un exemple.

Les robots cartésiens

Ils possèdent trois axes linéaires perpendiculaires entre eux, à la manière d'un portique. Simples et robustes, ils sont adaptés à la manipulation sur de grandes courses.

Les robots SCARA

L'acronyme SCARA signifie "Selective Compliance Assembly Robot Arm". Ces robots sont constitués de deux bras parallèles pouvant effectuer des mouvements rapides dans un plan horizontal. Compacts, ils sont couramment utilisés pour des tâches d'assemblage.

Avantages clés de la robotisation

Le recours à la robotique industrielle permet de multiples gains pour les entreprises :

• Productivité : les robots peuvent fonctionner 24 h/24 et 7 j/7 à un rythme soutenu, sans interruption ni baisse de performance.
• Qualité : les robots assurent une qualité constante et reproductible. Ils minimisent les rebuts et les retouches.
• Flexibilité : les robots sont reprogrammables pour s'adapter aux changements de production. Certains intègrent même de l'intelligence artificielle pour apprendre de nouvelles tâches.
• Economie : sur le long terme, l'automatisation permet de réduire les coûts salariaux et d'augmenter la compétitivité.
• Sécurité : en prenant en charge les tâches dangereuses, répétitives ou dans des environnements difficiles, les robots améliorent les conditions de travail et réduisent les accidents.

"Les robots industriels sont des outils indispensables pour maintenir l'industrie française au meilleur niveau mondial de productivité et de qualité. Leur flexibilité apporte aussi un avantage compétitif précieux dans un contexte de personnalisation croissante des produits."

- Témoignage d'Anne Durand, directrice d'une usine aéronautique robotisée

Enjeux et perspectives

Le marché français de la robotique industrielle est dynamique avec une croissance annuelle à deux chiffres. Selon les chiffres 2023 de la Fédération Internationale de la Robotique, la France se classe au 3ème rang européen derrière l'Allemagne et l'Italie, avec un parc de près de 40 000 robots.

Pour continuer sur cette dynamique, plusieurs enjeux sont identifiés :

• La collaboration homme-robot doit être développée pour une plus grande flexibilité. Les robots collaboratifs (ou cobots), équipés de capteurs et d'intelligence artificielle, peuvent travailler en toute sécurité à proximité immédiate des opérateurs.
• La robotisation doit s'étendre aux PME/PMI. Des solutions plus accessibles et faciles à déployer émergent pour démocratiser ces technologies.
• La formation aux métiers de la robotique industrielle doit être renforcée pour disposer des compétences nécessaires en intégration, programmation et maintenance.

En conclusion, la robotique industrielle redéfinit les standards de performance et de compétitivité de l'industrie française. Cette technologie à forte valeur ajoutée offre des perspectives prometteuses d'innovation et de croissance, au service des entreprises et de leurs collaborateurs.

Les nouvelles technologies et leur impact

La robotique industrielle connaît actuellement une véritable révolution sous l'impulsion des nouvelles technologies émergentes. L'intelligence artificielle, les interfaces homme-machine de plus en plus perfectionnées et les robots collaboratifs transforment en profondeur les modèles traditionnels de production dans l'industrie française. Ces innovations ouvrent la voie à une nouvelle ère de l'automatisation, plus flexible, adaptative et centrée sur la coopération entre l'homme et la machine.

L'intelligence artificielle au cœur des robots du futur

L'intelligence artificielle (IA) joue aujourd'hui un rôle clé dans l'évolution des robots industriels. Grâce à des algorithmes d'apprentissage de plus en plus performants, les robots acquièrent des capacités cognitives qui leur permettent de s'adapter à leur environnement et aux tâches à réaliser de manière autonome. Ils peuvent ainsi prendre des décisions, apprendre de leurs erreurs et optimiser leurs actions sans intervention humaine.

L'IA apporte une véritable valeur ajoutée dans de nombreux domaines d'application, comme le contrôle qualité par exemple. Des robots équipés de capteurs et de systèmes de vision pilotés par IA sont capables de détecter les défauts sur les lignes de production avec une précision inégalée. Certains constructeurs français comme Siléane proposent des solutions robotiques de pointe intégrant ces technologies pour l'inspection visuelle.

L'intelligence artificielle permet aussi une meilleure interaction et collaboration entre l'homme et le robot. Les données collectées par les capteurs des robots sont analysées en temps réel par des algorithmes pour interpréter les actions de l'opérateur et adapter le comportement du robot en conséquence. Cette coopération homme-robot augmentée est un enjeu majeur, notamment pour les PME qui cherchent à robotiser leurs activités sans sacrifier la flexibilité et le savoir-faire humain.

Les robots collaboratifs, l'alliance de la flexibilité et de la performance

Justement, les robots collaboratifs, ou cobots, sont en plein essor dans l'industrie française. Ces robots conçus pour interagir en toute sécurité avec les opérateurs humains apportent une grande flexibilité aux lignes de production. Moins coûteux et plus faciles à déployer que les robots traditionnels, ils permettent aux entreprises, y compris les PME, d'automatiser des tâches spécifiques sans engager des investissements trop lourds.

Les cobots se déclinent aujourd'hui sous différentes formes avec des fonctionnalités de plus en plus évoluées. Les bras robotisés collaboratifs sont les plus répandus, à l'image du modèle UR10 du danois Universal Robots largement utilisé dans l'industrie française. Mais on trouve aussi des robots mobiles collaboratifs pour le transport de charges et la logistique, ou encore des exosquelettes robotisés qui assistent les opérateurs sur des tâches physiques.

L'intérêt majeur des cobots est de pouvoir travailler main dans la main avec l'opérateur, tirant parti des atouts complémentaires de l'homme et du robot. Le cobot se charge des opérations répétitives ou pénibles avec une grande régularité pendant que l'humain se concentre sur les tâches à plus forte valeur ajoutée nécessitant dextérité, jugement et réactivité. De nombreux exemples de applications réussies basées sur cette collaboration existent désormais dans tous les secteurs industriels en France, de l'automobile à l'agroalimentaire en passant par la plasturgie.

La réalité virtuelle et augmentée au service de l'interaction homme-robot

Pour fluidifier encore davantage les interactions entre l'homme et le robot, les technologies immersives comme la réalité virtuelle et la réalité augmentée apportent de nouvelles possibilités. Elles permettent notamment de former les opérateurs en reproduisant les situations de collaboration avec un robot de manière hyper réaliste mais sans risque.

Via la réalité virtuelle, il est ainsi possible de développer des jumeaux numériques des postes robotisés sur lesquels les opérateurs peuvent s'entraîner et se familiariser avec le fonctionnement du robot en amont. Cela contribue à réduire les temps de formation et améliore la sécurité en détectant en avance les éventuels problèmes.

En réalité augmentée, des informations contextuelles et des instructions peuvent être affichées en temps réel dans le champ de vision de l'opérateur, facilitant son interaction avec le robot. Des projets de recherche français travaillent sur ces guides virtuels, comme le projet ICARO financé par l'ANR qui vise à développer un système d'assistance en réalité augmentée pour la création de trajectoires robot.

L'impression 3D, une technologie complémentaire de la robotique

Enfin, la fabrication additive, ou impression 3D, est une autre innovation technologique qui se combine à la robotique industrielle de plusieurs manières. Elle permet déjà de produire certaines pièces complexes des robots, optimisées en fonction des contraintes, plus rapidement et à moindre coût.

Mais la tendance est surtout à l'intégration de l'impression 3D directement sur les robots, associant la précision et la mobilité de ces derniers à la liberté de formes de la fabrication additive. Des applications concrètes existent pour la réparation de pièces, l'ajout de fonctions ou le dépôt de matière de manière très localisée, le robot venant positionner la buse d'impression exactement là où il faut.

Le robot devient ainsi un véritable outil de production multi-process. Le pionnier français Multistation a par exemple développé un bras robotisé modulaire embarquant une fonction d'impression 3D qui permet de combiner fabrication additive, usinage, soudage, manipulation, etc. Un bon exemple de l'hybridation des technologies au service de l'industrie.

Vers une industrie 4.0 à la française

L'ensemble de ces technologies de pointe dessinent les contours de l'industrie du futur, cette fameuse industrie 4.0 numérique, connectée et centrée sur les besoins clients. En intégrant l'intelligence artificielle, la collaboration homme-robot, les interactions en réalité mixte et la fabrication additive, la robotique industrielle se réinvente pour apporter toujours plus de flexibilité, d'adaptabilité et de performance.

Si les géants industriels et les équipementiers historiques sont bien positionnés sur ces sujets technologiques, il faut aussi souligner le dynamisme des start-up françaises. Elles foisonnent de projets innovants comme la robotique mobile de Effidence, les cobots intelligents de Nomagic ou les bras robotisés multi-process de Multistation déjà cités. Preuve que l'écosystème français de la robotique a tous les atouts en main pour réussir sa mue vers l'industrie 4.0.

Bien sûr des défis restent à relever, comme la cybersécurité de ces systèmes connectés ou l'acceptabilité sociale de la cobotisation. Mais d'ores et déjà, ces nouvelles technologies transforment en profondeur les chaînes de production et ouvrent un immense champ des possibles pour conjuguer performance industrielle et mieux-être au travail. La France a définitivement un rô

L'essor des robots collaboratifs

L'essor de la robotique industrielle en France ces dernières années a été marqué par une tendance forte : le développement fulgurant des robots collaboratifs, aussi appelés cobots. Ces systèmes robotisés conçus pour travailler main dans la main avec les opérateurs humains sont en train de révolutionner le paysage manufacturier français et plus largement européen.

Alors que les robots industriels classiques restent cantonnés dans des cages et requièrent la mise en place de barrières de sécurité les séparant des travailleurs, les cobots peuvent évoluer librement aux côtés des opérateurs. Dotés de capteurs et d'algorithmes de sécurité avancés, ils sont capables de détecter la présence humaine et d'adapter leurs mouvements en conséquence pour éviter toute collision.

La croissance exponentielle du marché des cobots

Selon les derniers chiffres publiés par la Fédération Internationale de Robotique, les ventes de robots collaboratifs ont bondi de 23% en 2022 au niveau mondial, pour atteindre près de 45 000 unités vendues. Une croissance bien supérieure à celle du marché global de la robotique industrielle (+13% en 2022). La France n'est pas en reste dans cette dynamique.

D'après les statistiques de SYMOP, le Syndicat des Machines et Technologies de Production, le marché français des robots collaboratifs a progressé de 21% en valeur en 2022 par rapport à 2021, pour atteindre 41 millions d'euros. Au total, ce sont plus de 700 cobots qui ont été installés dans l'Hexagone l'année dernière, contre seulement 220 en 2017.

La croissance du marché des cobots ne fait que commencer. Avec la pénurie de main d'œuvre dans l'industrie et la volonté de nombreuses PME de robotiser leurs lignes de production, le potentiel est énorme. On estime que d'ici 2025, il se vendra chaque année dans le monde plus de cobots que de robots industriels traditionnels.

Olivier Lemaire, Président de SYMOP

Optimiser les lignes de production et réduire la pénibilité

L'intérêt grandissant des industriels français pour les robots collaboratifs s'explique en premier lieu par les gains de productivité qu'ils permettent. En automatisant les tâches répétitives, fatigantes ou à faible valeur ajoutée comme le pick & place, le contrôle qualité ou l'assemblage de précision, les cobots libèrent les opérateurs pour qu'ils se concentrent sur des opérations plus complexes nécessitant savoir-faire et dextérité.

Les cobots apportent également de la flexibilité aux lignes de production. Contrairement aux robots industriels classiques qui nécessitent d'importants temps de reprogrammation entre chaque changement de série, les cobots peuvent être facilement reconfigurés via des interfaces intuitives ne nécessitant pas de compétences en programmation. Ils permettent ainsi de s'adapter rapidement à la production de petites et moyennes séries.

Au-delà des aspects productivité, les robots collaboratifs apparaissent aussi comme une solution pour réduire la pénibilité de certains postes et prévenir les troubles musculo-squelettiques (TMS). Pathologie la plus répandue en milieu professionnel, les TMS représentent plus de 87% des maladies professionnelles en France et génèrent 10 millions de journées de travail perdues chaque année.

Les cobots peuvent soulager les opérateurs de gestes répétitifs ou de port de charges lourdes, tout en garantissant des cadences de production élevées. C'est dans cette optique qu'un fabricant de stores automobile comme Franciaflex a décidé de déployer des cobots Universal Robots pour effectuer le collage et l'assemblage de ses produits, permettant de réduire de 20% les TMS au sein de ses équipes.

Le cas de la fonderie MBF Aluminium avec les cobots FANUC

En 2019, la fonderie MBF Aluminium basée à Saint-Claude dans le Jura a fait le choix d'intégrer des cobots FANUC CR-15iA sur ses lignes d'usinage. L'objectif était d'avoir une meilleure flexibilité pour produire de petites et moyennes séries en fonderie sous pression, tout en améliorant les conditions de travail des opérateurs.

Après une phase de tests approfondis en collaboration avec le centre technique IPC et l'intégrateur JAG Robotics, l'entreprise a déployé trois cobots chargés d'extraire les pièces en aluminium des machines d'usinage et de les placer dans des caisses. Ce sont des tâches très répétitives et physiques qui étaient jusque-là effectuées manuellement par les opérateurs.

Grâce à des interfaces homme-machine simplifiées et des capteurs de sécurité avancés, les cobots FANUC peuvent travailler sans barrière de protection à proximité immédiate des opérateurs. Cela a permis à MBF Aluminium d'installer les robots au plus près des machines, sans remettre en cause l'implantation existante de l'atelier.

Avec les cobots, nous pouvons faire fonctionner les machines d'usinage en autonomie, y compris la nuit et le week-end. Cela dégage du temps à nos opérateurs pour se consacrer à des tâches à plus forte valeur ajoutée comme le contrôle qualité. Bilan après un an d'utilisation : une hausse de productivité de 15% et une baisse de 30% des TMS !

André Martin, Directeur de production de MBF Aluminium

Accélérer la robotisation des PME industrielles

Avec un prix moyen compris entre 20 000 et 45 000 euros selon les modèles et options, les cobots sécurisés et abordables apparaissent comme une solution abordable pour les PME

Applications spécifiques et cas d'étude

La robotique industrielle est déjà largement déployée dans de nombreux secteurs en France, apportant des gains significatifs en productivité, en qualité et en sécurité. Des cas concrets dans l'industrie automobile, l'agroalimentaire et la logistique illustrent bien ces bénéfices.

L'industrie automobile, fer de lance de la robotisation

Pionnier dans l'adoption des robots, le secteur automobile continue de faire figure de proue. Les constructeurs et équipementiers emploient massivement des robots pour des tâches comme la soudure, la peinture ou l'assemblage. PSA a par exemple robotisé l'application des joints d'étanchéité sur les vitres dans son usine de Sochaux. Résultat : une étanchéité parfaite et une réduction des troubles musculo-squelettiques pour les opérateurs, la tâche étant très sollicitante physiquement.

Faurecia, grand équipementier automobile, a quant à lui déployé des robots dans son usine de Caligny en Normandie pour l'assemblage des sièges. Bilan : une productivité accrue de 10% et une flexibilité permettant de s'adapter rapidement aux changements de modèles.

L'agroalimentaire mise aussi sur la robotique

Soumis à des enjeux de productivité et de sécurité alimentaire, le secteur agroalimentaire investit de plus en plus dans la robotisation. Le groupe Bigard a par exemple installé des lignes robotisées d'emballage et de palettisation dans plusieurs de ses usines de transformation de viande. Les cadences ont été multipliées par 3 tout en améliorant l'ergonomie pour les salariés.

Les robots font aussi leur entrée dans des PME agroalimentaires. La biscuiterie Jeannette a robotisé la dépose de pépites de chocolat sur ses madeleines, garantissant un positionnement et un nombre précis à chaque fois, là où la main de l'homme peut varier. Un gage de qualité constante pour le consommateur final.

La logistique, un secteur en pleine robotisation

Entrepôts et plateformes logistiques font de plus en plus appel aux solutions robotiques pour gagner en efficacité. Le spécialiste de la vente en ligne Cdiscount utilise à grande échelle les robots d'Exotec pour sa préparation de commandes. Dans son entrepôt de Réau en Seine-et-Marne, 50 robots mobiles autonomes acheminent les bacs de produits vers les postes de préparation, réduisant fortement les déplacements des opérateurs.

FM Logistic mise aussi sur la cobotique pour son entrepôt de Neuville-aux-Bois dans le Loiret. Des robots collaboratifs aident les préparateurs à constituer les palettes multi-références, en apportant ergonomie et précision. La cadence de préparation a bondi de 30% grâce à cette collaboration homme-robot.

Ces quelques exemples concrets montrent que la robotique industrielle, loin d'être une technologie inaccessible, s'implante avec succès dans tous les secteurs en France. Les bénéfices mesurés permettent un retour sur investissement rapide, tout en améliorant les conditions de travail. Les freins technologiques et économiques tombant, la robotisation devrait encore s'accélérer dans les prochaines années en France.

Tendances futures et prévisions pour la robotique industrielle

Au cours des dernières décennies, la robotique industrielle a connu des avancées considérables. Les robots sont devenus plus rapides, plus précis et capables d'effectuer des tâches de plus en plus complexes. Alors que nous nous projetons vers l'avenir, quelles sont les grandes tendances qui vont façonner la robotique industrielle dans les années à venir ?

L'essor de la personnalisation de masse

Une des évolutions majeures qui va tirer la robotique industrielle est la demande croissante pour des produits personnalisés et sur-mesure. Les consommateurs veulent de plus en plus de produits uniques, adaptés à leurs besoins et préférences spécifiques. Pour répondre à cette tendance, les industriels vont devoir gagner en agilité et en flexibilité.

C'est là que les robots collaboratifs, ou cobots, vont jouer un rôle clé. Faciles à programmer, mobiles et capables de travailler en toute sécurité aux côtés des opérateurs humains, les cobots vont permettre de mettre en place des ilots de production flexibles pouvant rapidement passer d'un produit à un autre. Utilisés en combinaison avec des technologies comme l'impression 3D, ils ouvrent la voie à une personnalisation de masse rentable, même pour de petites séries.

Des robots plus autonomes et "intelligents"

Un autre axe d'évolution majeur pour la robotique industrielle sera l'accroissement de l'autonomie et de "l'intelligence" des robots. Grâce aux progrès de l'intelligence artificielle, de la vision par ordinateur et de l'analyse de données, les robots de demain seront capables de prendre des décisions de façon autonome et de s'adapter dynamiquement à leur environnement.

Alimentés par des algorithmes d'apprentissage automatique, les robots pourront par exemple ajuster leurs mouvements en temps réel pour compenser l'usure d'un outil ou optimiser leurs trajectoires. Équipés de multiples capteurs et caméras, ils pourront identifier et saisir des pièces aléatoirement placées, détecter des défauts ou naviguer de façon autonome dans l'usine. Cette autonomie accrue permettra d'automatiser des tâches jusqu'ici trop complexes pour être robotisées de façon rentable.

L'essor de la robotique mobile

Parallèlement aux bras robots "classiques", une autre tendance forte sera le développement rapide de la robotique mobile. AGV (véhicules à guidage automatique), chariots autonomes, drones d'inspection... Ces robots mobiles vont peu à peu investir les usines, les entrepôts et les chantiers pour automatiser la manutention et le transport de matériaux.

Dotés de capacités de navigation autonome grâce au SLAM (localisation et cartographie simultanées), ces robots mobiles pourront se déplacer de façon sûre et efficace dans des environnements dynamiques et changeants, en évitant les obstacles. Interconnectés via le cloud ou la 5G, ils permettront de mettre en place des systèmes logistiques agiles et optimisés. L'Internet physique, où marchandises et matières premières sont acheminées de façon autonome selon les besoins en temps réel, deviendra une réalité.

Un marché de la robotique industrielle en plein essor

Tirée par ces tendances technologiques, ainsi que par la recherche continue de gains de productivité et la pénurie de main-d'œuvre dans certains secteurs, la robotique industrielle devrait connaître une croissance soutenue ces prochaines années. Selon la Fédération Internationale de la Robotique, le parc mondial de robots industriels pourrait doubler d'ici 2025 pour atteindre 4,6 millions d'unités.

Certains secteurs devraient tirer particulièrement cette croissance, comme l'industrie électronique, l'agroalimentaire, la logistique et le e-commerce. La robotique de service, pour des applications médicales ou l'aide aux personnes par exemple, connait aussi un essor rapide. De nombreuses opportunités s'ouvrent donc pour les intégrateurs et fabricants de robots.

Pour profiter pleinement de ce potentiel, les industriels français devront cependant intensifier leurs investissements et la formation de leurs équipes. Car si la France possède des champions de la robotique, elle accuse encore un certain retard en termes de déploiement par rapport à des pays comme l'Allemagne ou la Corée du Sud. Les aides publiques comme le plan France Relance et l'accompagnement des intégrateurs seront donc clés pour accélérer la robotisation des PME et ETI.

Autonomie, flexibilité, mobilité... Les robots industriels de demain seront des assistants polyvalents et intelligents au service de l'industrie du futur. Une révolution passionnante qui ne fait que commencer !

Une révolution industrielle en marche

La robotique industrielle en France est en passe de révolutionner les méthodes de production, offrant des gains significatifs en termes de productivité, de qualité et de sécurité. Les progrès constants dans des domaines tels que l'intelligence artificielle et la collaboration homme-robot laissent entrevoir un avenir où les robots seront de plus en plus autonomes et adaptables. Les entreprises qui sauront tirer parti de ces innovations seront les mieux armées pour réussir dans un paysage industriel en constante évolution.