Synthèse des expériences acquises sur la conception des MES.

Comme dans beaucoup de grandes écoles, le développement des MES à l’ENSAM subit différentes contraintes. Le délai de développement de MES est conditionné par le délai du

Projet de Fin d’Etudes (PFE), de la publication ou du projet de thèse. Dans le cadre des contrats industriels, ce délai est encore plus strict. La mauvaise estimation du temps de développement des MES, le manque d’anticipation, le manque d’expérience sont à l’origine d’une certaine forme de précipitation. Le budget limité s’ajoute aux difficultés de conception des MES. Ainsi, le développement de MES se situe entre tâtonnement et reconceptions itératives.

Les projets de développement des MES que nous citons ci-dessus, ont des points communs. Ils rejoignent les résultats de l’enquête du paragraphe §2 de ce chapitre. Bien qu’ils soient dans le contexte de l’ENSAM, les problèmes rencontrés sont représentatifs de ceux des laboratoires de recherche.

Le développement des MES présente des problèmes comparables au résultat de l’enquête. On rencontre les défauts suivants :

• • La mauvaise conception : les deux premières versions de la machine de

flambement des plaques sandwich, le banc d’essais de flambement avec frottement conditionné des poutres composites

• • La mise en œuvre complexe : la version finale de la machine de flambement des

plaques sandwich,

• • L’étalonnage difficile ou inexistant : la micro-platine (version 1999)

• • La précision insuffisante : le banc d’essais de flambement avec frottement

conditionné des poutres composites, la micro-platine (version 1999)

• • La mauvaise répétitivité : le banc d’essais de flambement avec frottement

conditionné des poutres composites

• • Le coût d’exploitation élevé : la version finale de la machine de flambement des

plaques sandwich

• • L’influence trop importante des facteurs perturbateurs : concerne les trois MES

L’analyse des projets de développement des MES à l’ENSAM nous permet d’étudier plus en détail leur conception. On trouve des MES, dont certaines performances locales sont

surabondantes. Elles rendent les MES non optimaux en terme de rapport coût/performance. La micro-platine, le banc d’essais de flambement des poutres composites en sont des exemples.

L’origine de ces problèmes réside dans le mode de développement. Il se retrouve dans chaque phase de la démarche de développement des MES présentée ci-dessus :

Phase 1 : Bibliographie – principe d’expérimentations - élaboration de CdC

Le choix du principe d’essais est souvent basé sur des études précédentes sans se soucier du contexte nouveau ou de la problématique nouvelle. Dans le projet « banc d’essais de

flambement des poutres composites », on copie le principe du banc d’essais précédent de la catégorie des MES d’observation. Ce principe n’est pas adapté à la modélisation d’un phénomène générique tel que le flambement conditionné qui correspond à la catégorie des MES de caractérisation. Dans le projet « Micro-platine », on s’appuie sur le principe des machines de traction standards sans se rendre compte qu’un changement d’échelle peut engendrer des phénomènes nouveaux qui perturbent le bon fonctionnement du MES.

Un cahier des charges incomplet peut modifier le phénomène à étudier. Par exemple, dans le projet « banc d’essais de flambement avec frottement conditionné des poutres composites » la contrainte de colinéarité entre l’éprouvette et le goulot n’a pas été pris en compte. Dans cette expérimentation, le phénomène de « flambement conditionné » a modifié la condition prévue. Dans le projet de « flambement des plaques sandwich », l’effet dynamique n’est pas considéré comme une contrainte à respecter.

Dans le cahier des charges, les critères d’appréciation des fonctions ne sont pas toujours précisés. On trouve souvent des termes comme « parfaitement parallèle » ou « compression pure » ou « parfaitement stable » qu’on n’a pas quantifié par des valeurs associées. L’ordre d’importance des fonctions n’est pas établi de façon rigoureuse. En fonction d’un budget limité, les concepteurs de MES ne trouvent pas de repère pour équilibrer leur investissement. Phase 2 : Réalisation.

Dans les trois projets ci-dessus, la conception des MES a conduit à séparer le produit en plusieurs sous-ensembles : les composants achetés (des actionneurs, des capteurs, des cartes d’acquisition des données, PC, etc. qui existent dans les catalogues) et les éléments fabriqués (des organes fonctionnels spécifiques, des supports, des pièces intermédiaires etc.). En terme de performances, de qualité, et de coût, les premiers sont souvent choisis trop tôt sans souci de leur éventuelle incohérence avec les secondes.

La précision de mesure est identifiée par la précision des capteurs. Or, en réalité, beaucoup de paramètres externes ou internes au MES peuvent intervenir dans la mesure, c’est le cas de la micro – platine par exemple.

Du point de vue économique, les pièces spécifiques ont souvent un rapport « qualité/coût » faible par rapport à des composants standards qui sont fabriqués en grande série. Pour vérifier certaines caractéristiques techniques, la fabrication des pièces spécifiques nécessite des moyens de contrôle dont les laboratoires ne sont pas toujours équipés. Ce manque peut devenir la cause de non-qualité du MES. Un exemple, dans la micro – platine, les guidages usinés spécifiquement ne permettent pas d’avoir un état de surface et une précision aussi bons que les guidages standards qu’on trouve sur le marché.

Phase 3 : Etalonnage.

L’étalonnage des capteurs ne signifie pas l’étalonnage du MES. Il y a des MES qui n’ont pas de protocole d’étalonnage comme le banc d’essais de flambement des poutres ou la micro – platine. La seule vérification possible est la répétitivité des résultats d’essais. Ce n’est pas suffisant pour assurer le bon fonctionnement d’un MES.

Phase 4 : Exploitation.

Les jeunes chercheurs ont tendance à idéaliser les résultats d’expérimentation. La précision des capteurs ne représente pas forcement la précision du MES. Si la phase d’étalonnage ne permet pas de certifier la qualité du MES par rapport au cahier des charges, les résultats d’essais ne peuvent pas être validés.

Dans de nombreux projets de développement des MES, la démarche (Fig. 5) employée par les équipes de développement n’est pas pertinente pour résoudre les problèmes rencontrés. De

plus, une validation qui n’est effectuée qu’après la fabrication du MES n’est pas satisfaisante. Le manque de validation ou de justification des choix entre chaque phase de la démarche cumule des risques d’erreur, qui souvent imposent des reconceptions successives.