Usinage durable : bon pour les gens, la planète et les profits

Les métaux forment la colonne vertébrale du monde industrialisé. Qu'il s'agisse de l'acier dans nos bâtiments ou de l'aluminium dans nos voitures, ou encore du titane dans les avions modernes et du cuivre omniprésent dans les produits électroniques, les métaux sont indispensables dans une économie moderne. Et leur importance n'est pas prête de diminuer. Alors que l'impératif de décarbonisation fait consensus pour tous les gouvernements, la demande en technologies renouvelables ne fait que renforcer notre dépendance aux métaux. Par exemple, les études de l'Agence internationale de l'énergie (IEA) Steel and Iron Technology Roadmap relèvent que la demande mondiale en acier devrait croître de plus d'un tiers entre maintenant et 2050.

Cependant, alors que la demande en métaux s'envole, les attentes concernant leur extraction, leur production et leur utilisation sont elles aussi de plus en plus élevées.

Le processus de production des métaux a longtemps été considéré comme fortement carboné. S'il est indéniable que la production d'acier est source de fortes émissions, l'industrie est néanmoins parvenue à réduire son impact. Les aciers verts, par exemple, remplacent le charbon à coke qui intervient traditionnellement dans la transformation des minerais, par de l'électricité et de l'hydrogène renouvelables. Cela peut réduire radicalement les émissions de carbone au cours du processus de production des métaux.

Si les innovations récentes, telles que l'acier vert, laissent entrevoir un avenir plus durable pour la filière des métaux, il existe également d'autres technologies pour rendre les processus plus écologiques. Il est important de sensibiliser les différents acteurs de cette filière pour relever les défis de demain.

Dans les ateliers devant usiner des métaux réputés difficiles, avec des tolérances très strictes et une qualité de surface optimale, il est essentiel de réunir le meilleur des outils et des connaissances. Plus précisément, l'outil doit contribuer à améliorer l'efficacité et réduire les pertes, pour remplir les objectifs de développement durable.

La mise au rebut des composants est l'un des facteurs qui affectent le plus les performances d'un atelier. Cela est principalement dû à l'utilisation d'outils inadaptés, des erreurs humaines de programmation et des variations non détectées des matières premières qui ont des impacts imprévisibles sur l'usinage. Enfin, les déchets ont un fort impact sur l'environnement lorsqu'ils ne sont pas recyclés. Ainsi, la Banque mondiale estime que les déchets industriels, à l'échelle mondiale, sont 18 fois plus nombreux que les déchets solides des particuliers.

Pour que les ateliers réduisent les pertes, il est essentiel de disposer d'un outillage et de données de coupe adaptés. Si ces facteurs ne sont pas réunis, les outils et plaquettes s'usent de façon irrégulière et imprévisible, ce qui génère des non-conformités de pièces et donc des mises au rebut.

Le choix des outils est particulièrement important pour réduire les gaspillage en tournage. Pour le tournage des aciers, il est possible de réduire les pertes et les rejets de pièces sous réserve d'avoir mis en place une stratégie efficace de réduction des coûts de production d'une installation donnée. Cette stratégie peut inclure l'optimisation de l'utilisation des machines ou la sélection de solutions d'outillage plus fiables, telles que les plaquettes, pour réduire les coûts par pièce.

Mais quelles sont les caractéristiques d'un outillage plus fiable ? Les nuances de tournage constituent une solution intéressante qui prolonge la durée de vie des outils et rend cette dernière plus prévisible, avec un excellent contrôle des copeaux pour un usinage sécurisé et productif. La sélection d'un outil avec une plus grande durée de vie, combinée à une meilleure résistance à la chaleur et à l'usure, peut apporter des résultats tangibles, tels que l'optimisation des arrêts non planifiés ou la réduction des déchets provenant de la pièce de travail ou de la plaquette en carbone. Toutes ces conditions doivent être réunies pour obtenir un usinage durable. Sandvik Coromant s'efforce d'utiliser autant de matière recyclée que possible dans ses nuances de tournage, ce qui est également un facteur important qui permet à nos clients d'atteindre plus facilement leurs objectifs de développement durable. L'un des critères de notre projet de développement durable est d'augmenter la part de matériaux recyclés dans nos outils tout en réduisant les gaspillages.

La sensibilisation au développement durable progresse dans quasiment toutes les industries, ainsi que la transformation numérique. Dans une étude portant sur plus de 400 entreprises manufacturières, 94 % des répondants ont indiqué que les technologies de type Industrie 4.0 les avaient aidés à préserver leur activité au cours de la pandémie. Les défis posés par la COVID-19 ont également fait office de piqûre de rappel pour les industriels qui avaient pris du retard sur l'implémentation des stratégies d'Industrie 4.0.

Les avantages de l'Industrie 4.0 pour le secteur manufacturier sont bien connus : elle permet aux responsables et aux collaborateurs de prendre des décisions mieux étayées, d'améliorer la productivité, de réduire les erreurs de production et d'engranger de meilleurs profits. Mais l'un des avantages moins connus de l'Industrie 4.0 est son rôle crucial pour le développement durable.

Historiquement, les directeurs d'usine basent leurs décisions sur les initiatives et l'expérience de leurs collaborateurs. Les machines qui sont connectées par l'Internet des objets (IoT) apportent un complément à l’expertise humaine et ouvrent de nouvelles possibilités pour la transparence, la planification optimisée et la rationalisation de la production. À partir de là, plusieurs services numériques ont été développés pour aider les fabricants à mettre en place des processus de production plus durables.

Avant de mettre en oeuvre une stratégie de développement durable, il est intéressant de réaliser un audit du statut d'un site en s'appuyant sur la collecte de données significatives. Cette approche permet d'identifier les zones inefficaces pouvant avoir un impact sur la productivité et les aspects durables d'un atelier d'usinage. Par exemple, en cas d'usure prématurée des outils, de finitions de surface médiocres ou de temps d'arrêt conséquents, les données collectées par les capteurs peuvent aider les opérateurs à optimiser leurs procédés d'usinage pour réduire les déchets et la consommation d'énergie.

Le programme d'amélioration de la productivité CoroPlus® (PIP) est l'une des solutions possibles pour cette problématique. Ce programme est un processus structuré et reconnu qui peut s'appliquer à une machine, à une chaîne de procédés ou à l'ensemble du site. Pour commencer, les experts de Sandvik Coromant identifient les inefficacités de production et installent des solutions de supervision des machines qui renvoient des informations exploitables en temps réel. Ces données sont accessibles à distance pour mener une analyse plus approfondie, de la cellule de production à l'outil de coupe.

CoroPlus® PIP peut aider les industriels à réduire les coûts et les inefficacités, mais aussi à rendre le procédé de fabrication plus durable. En s'assurant que les machines, ainsi que les temps d'usinage, sont aussi efficaces que possible, le programme permet d'éliminer les déchets et de réduire la consommation d'énergie. Mais surtout, la ressource principale, à savoir le personnel sur site, bénéficie ainsi de meilleures conditions de travail grâce à des processus d'usinage fluides, stables et prévisibles.

Quelques décisions malencontreuses peuvent faire la différence entre un processus d'usinage productif et durable, et un processus source de gaspillages. Cependant, à mesure que la sensibilisation à l'impact du travail des métaux sur l'environnement progresse, des innovations permettront de renvoyer une meilleure image de l'industrie. Cela inclut la recherche de solutions plus durables non seulement pour produire, mais aussi usiner des métaux, ce qui est important aussi bien pour les gens et la planète que les profits.

Matilda Gynnerstedt

Matilda Gynnerstedt is Head of Product Management Turning at Sandvik Coromant