Wasteless : l’IA pour une fabrication zéro déchet
La fabrication additive représente aujourd’hui l’un des principaux facteurs favorables à la Transition jumelleintégrant l’innovation numérique et la durabilité environnementale dans les processus industriels.
Le nouveau paradigme de l'IA physique, c'est-à-dire l'intégration de l'IA dans les processus de production, les machines et les matériaux, transforme la façon dont les entreprises conçoivent, produisent et gèrent le cycle de vie des produits, renforçant ainsi la capacité d'innovation de nos chaînes d'approvisionnement manufacturières.
Dans ce scénario, se développe le projet Wasteless, qui vise à transformer la fabrication additive vers une production zéro déchet, et implique cinq partenaires industriels : Leonardo, Brembo, Camozzi Group, Prima Additive et Thales Alenia Space Italia.
Wasteless combine IA, apprentissage automatique et capteurs
Le programme de recherche et développement combine l'intelligence artificielle et l'apprentissage automatique, des capteurs avancés et la conception de géométries complexes pour réduire les défauts, les déchets et la consommation d'énergie, augmentant ainsi la fiabilité et la qualité des composants de l'industrie 4.0 et du secteur aérospatial.
Promu par Mics – Made in Italy Circular and Sustainable, le partenariat élargi financé par le Ministère de l'Université et de la Recherche avec des fonds Pnrr -, et sous la direction de l'École Polytechnique de Milan, avec la coordination de Bianca Maria Colosimo et Matteo Bugatti, Wasteless implique également trois autres institutions académiques importantes : l'École Polytechnique de Bari, l'Université Federico II de Naples et l'Université de Padoue.
Cette collaboration entre public et privé, entre les principales entreprises d'innovation du Made in Italy et diverses universités et institutions, permet d'aborder les principales questions critiques de la fabrication additive d'une manière intégrée et systémique, favorisant son adoption plus rapide dans des contextes industriels à haute complexité technologique.
Une nouvelle génération de plateformes de fabrication additive
Une équipe composée de plus de 20 chercheurs et spécialistes a conçu une nouvelle génération de plateformes de fabrication additive avancées, autonomes et intelligentes, capables de réduire de 30 % en moyenne les imperfections dans la production de composants imprimés en 3D, augmentant ainsi la qualité et la fiabilité et favorisant ainsi une fabrication zéro déchet.
Dans cet objectif, le système Wasteless intègre des solutions de capteurs innovantes pour la mesure in situ et en ligne des signatures de processus avec des techniques d'exploration de données massives, d'apprentissage automatique et d'intelligence artificielle, créant ainsi un nouveau paradigme de fabrication additive basé sur l'apprentissage autonome et les capacités prédictives.
L'intelligence artificielle pour optimiser la production
Ces technologies permettent un suivi en temps réel du processus de production, la prévention et la détection des défauts grâce à l'auto-apprentissage et au contrôle adaptatif, mais aussi la mise en œuvre automatique d'actions correctives en cours de production, tout en optimisant les phases de post-traitement.
« La convergence entre l'intelligence artificielle et la fabrication représente un facteur crucial de discontinuité pour le système industriel italien et européen », note Bianca Maria Colosimo, professeur à l'Université Polytechnique de Milan et présidente du comité technico-scientifique du Made in Italy Circulaire et Durable.
Et il souligne : « l’expérience du projet Wasteless démontre comment la fabrication additive permise par l’IA peut générer des modèles de production évolutifs et efficaces dans l’utilisation des ressources, réduisant les temps de développement, le gaspillage de matériaux et d’énergie et augmentant la flexibilité des chaînes de valeur ».
Pour l’avenir, « l’adoption systémique de cette convergence constitue un atout stratégique pour accroître la compétitivité, la résilience et la durabilité de l’industrie manufacturière italienne et européenne ».
Améliorer l’efficacité globale des processus métiers
Le programme Wasteless se concentre également sur la conception et la production de géométries complexes typiques de la fabrication additive, telles que des structures en treillis ultralégères et des composants réalisés sans support, conçues pour les besoins de l'industrie aérospatiale.
L'objectif est de rendre possible un traitement « correct du premier coup », immédiatement optimal, en réduisant les déchets et retravailler et améliorer la conformité et la qualité de surface des produits.
Grâce à cette approche, 80 % des pièces sont fabriquées sans défaut du premier coup, ce qui augmente la productivité globale de 30 % et réduit de 40 % les matériaux et l'énergie nécessaires à la production de chaque composant, améliorant ainsi l'efficacité globale du processus de fabrication.
Données, capteurs, IA et composants mécaniques
Un autre domaine de recherche et de développement concerne l'optimisation de l'ensemble de la chaîne de processus, afin d'améliorer l'état de surface et l'intégrité structurelle des composants mécaniques à haute performance, en alliages d'aluminium et de titane.
Wasteless est pionnier en matière de traitements thermiques de pointe, d'essais et de modèles de fatigue de nouvelle génération et d'exploration d'opérations de finition durables, telles que celles basées sur le refroidissement cryogénique, dans le but d'augmenter la résistance à la fatigue et à la corrosion.
Objectifs de Mics et entreprises partenaires
L'objectif du partenariat élargi Circulaire et Durable Made in Italy est de promouvoir la durabilité dans les secteurs clés du Made in Italy, avec une attention particulière à trois secteurs industriels stratégiques : l'habillement de mode, l'ameublement et l'automatisation.
Les principales actions visent l'innovation des processus de production grâce à des solutions numériques ; la mise en œuvre de principes d'éco-conception pour réduire l'impact environnemental et le développement de matériaux durables, en privilégiant ceux recyclés et réutilisables.
Le Mics a déjà bénéficié d'un financement total de plus de 125 millions d'euros (114 millions de fonds Pnrr et plus de 11 millions de co-investissements privés) : le montant le plus élevé jamais déboursé pour des projets de recherche dans l'économie circulaire et durable.
Les partenaires industriels de Mics sont : Aeffe, Brembo, Camozzi Group, Cavanna, Italtel, Itema, Leonardo, Natuzzi, Prima Additive, Sacmi, Scm Group, Station Expérimentale de l'Industrie du Cuir et des Matériaux Tannés, Thales Alenia Space.
