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30 septembre 2018

Action Plastronique 3D

Le quatrième axe du Programme d’investissement d’avenir (PIA) The plast to be piloté par Allizé-Plasturgie concerne le développement de formation pour mieux répondre aux besoins des entreprises. La Fondation pour l’Université de Lyon, en lien étroit avec l’INSA Lyon, est porteuse de l’action nommée Plastronique 4.0.

Investir l'avenir

Action réalisée dans le cadre du Programme d’Investissements d’Avenir The plast to be.

La plastronique est une nouvelle discipline se situant à la convergence des domaines de la plasturgie et de l’électronique, pour fabriquer des fonctions à haute valeur ajoutée sur plastique ou composite. Il s’agit d’exploiter au maximum les possibilités de la plasturgie en intégrant directement sur l’objet en 3D la fonction électronique et logicielle. En termes d’innovation de procédé, la plastronique peut présenter de multiples avantages parmi lesquels une grande liberté de design et de nouvelles possibilités esthétiques, une intégration de fonction multi-physiques et une facilité de fabrication, notamment grâce à une réduction des composants.

Il est primordial d’exploiter les formes 3D du système : d’une part pour justifier le choix de la technologie plastronique au détriment des technologies plus conventionnelles (même si celles-ci peuvent rentrer dans le processus de réalisation pour constituer des systèmes hybrides), d’autre part pour tirer profit du relief des pièces, permettre l’intégration des éléments et optimiser leur performance. Novateur, l’objet conçu doit dès le début être pensé comme étant un tout. L’électronique doit épouser formes et contours pour s’intégrer le plus justement possible. Designer, électronicien, plasturgiste et intégrateur doivent dès lors travailler de concert.

Phillipe Lombard, chercheur au laboratoire Ampère et enseignant en électronique au sein de l’Université Claude Bernard Lyon 1

La plastronique n’a cependant pas vocation à supplanter les technologies traditionnelles, mais constitue un tremplin pour la conception et l’intégration globale d’un système. Les industriels de la région Auvergne RhôneAlpes ont exprimé, en particulier dans le cadre du pôle de compétitivité Plastipolis, de nouveaux besoins en compétences pour concevoir ces nouveaux objets. La capacité à réunir des compétences fortes dans des domaines scientifiques de base (physique, chimie, mécanique, électronique) autour d’un projet pluridisciplinaire et de les faire communiquer et travailler ensemble sont les facteurs indispensables à la réussite de ces projets.

Au sein de projets de recherche du Fonds unique interministériel (FUI) comme le projet Plastronics, mené avec Plastipolis en lien avec des laboratoires de recherche et des entreprises, nous avons très vite été confrontés à cette difficulté de communication inhérente à nos cultures propres disciplinaires. Nous avons pressenti qu’il y aurait une question à traiter autour des compétences pour que des projets plastronique puissent se développer dans l’industrie
constate Michel Cabréra, chercheur CNRS au sein du laboratoire Ampère de l’Université de Lyon.

Une nouvelle formation "chef de projet plastronique"

La formation « Chef de projet plastronique », portée par l’INSA Lyon et CPE Lyon, verra le jour en septembre 2018 et sera proposée aux étudiants des deux établissements. La Fondation pour l’Université de Lyon, qui accompagne l’ingénierie de projet, recherche des partenaires pour soutenir cette initiative. Plusieurs mécènes d’envergure se sont déjà engagés dans le projet. Suite à une enquête menée auprès d’une centaine d’entreprises en lien avec le pôle de compétitivité Plastipolis, celles-ci ont exprimé une attente prioritaire : disposer d’un profil de chef de projet plastronique. Ce profil est celui d’un ingénieur généraliste capable d’animer un ensemble pluridisciplinaire d’experts (électronique, mécanique, matériaux, chimie…) dans une démarche d’innovation produit et dans un contexte technologique très exigent.

Son rôle est d’accompagner la démarche depuis la conception jusqu’à la réalisation et la caractérisation du dispositif. La capacité à évoluer dans un contexte international fait également partie des attentes exprimées par les industriels, quelle que soit la taille de l’entreprise. Dans ce contexte, l’INSA Lyon, CPE Lyon et Le lycée Arbez-Carmes d’Oyonnax se sont associés pour mettre en place de nouvelles formations à destination des étudiants et des professionnels. Ainsi ouvrira dès septembre 2018 un parcours de formation Chef de projet plastronique. D’une durée de 17 semaines complétées d’un stage de 6 mois, il sera positionné en dernière année des cursus d’ingénieur INSA Lyon et CPE Lyon. A l’issue de ce parcours, les compétences généralistes développées par les apprenants leur permettront, entre autres, d’être capable de :

  • Connaitre le potentiel et la valeur ajoutée d’un système plastronique par rapport à des systèmes conventionnels ;
  • Savoir dialoguer avec les acteurs des filières qui composent et gravitent autour du domaine : être conscient des opportunités, contraintes, enjeux et problématiques à chacune des étapes (conception, fabrication et tests) ;
  • Prendre part à la réalisation du dossier technique de fabrication : être capable de faire des choix technologiques de conception, de fabrication, de composants et matériaux, selon une logique 2D et 3D ;
  • Avoir une approche systémique et une vision globale, depuis la conception des pièces plastiques jusqu’à l’intégration de fonctions électroniques ;
  • Avoir des compétences en CAO, notamment sur des aspects multi-physiques.

La réalisation de démonstrateurs plastroniques 3D complets et complexes lors de projets collaboratifs leur permettra d’acquérir un savoir-faire pratique garant d’une employabilité accrue. Le marché propre au développement de projets plastroniques restant encore émergent, les premières promotions compteront 24 étudiants environ. Ces promotions seront composées d’étudiants provenant des deux écoles d’ingénieur INSA Lyon et CPE Lyon issus de cursus différents : plasturgie, électronique, mécatronique et physicochimie. Dans le cas de CPE Lyon, le parcours est ouvert aux étudiants des filières chimie et sciences du numérique

ces étudiants qui restent diplômés de leurs écoles vont ainsi acquérir « une forte coloration plastronique » et pas seulement un niveau de sensibilisation. Ils vont suivre ensemble cette formation. Ils développeront une culture commune et une capacité à travailler ensemble. Une promotion de ce parcours de chef de projet plastronique présentera une grande variété de profils. C’est une vraie chance pour les entreprises qui en fonction de leur problématique et des compétences présentes chez elles devraient trouver des candidats adaptés à leurs attentes ! Ces nouveaux collaborateurs participeront à accompagner les changements que la plastronique va inévitablement entraîner car elle est source d’innovation et de rupture.

Nacer Abouchi, directeur de la filière sciences du numérique à CPE Lyon

Le développement de moyens techniques à visés pédagogique et scientifique pour la réalisation des produits plastroniques 

« Nous avons souhaité privilégier une approche très pratique tout au long de cette formation. Il est important que les étudiants apprennent autour de problématiques concrètes et au plus près des préoccupations actuelles des industriels, » explique Philippe Lombard. « Ainsi, il est indispensable de disposer de moyens techniques pour réaliser des travaux pratiques, mais aussi pour pouvoir mener les projets en lien avec les industriels jusqu’à un stade de prototypage. » Un ensemble de moyens, de l’échelle du laboratoire à l’échelle semi-industrielle, seront mobilisés dans le cadre des formations. Pour la partie plasturgie, les partenariats (plateformes dédiées aux polymères et aux composites, centres techniques, laboratoires, société S2P etc.) et les moyens de fabrication et de caractérisation présents à Oyonnax seront mis à contribution. Les formations pourront également compter sur l’appui et l’expertise du Laboratoire Ingénierie des Matériaux Polymères (IMP) ainsi que sur le soutien du lycée Arbez Carme, PlastiCAMPUS, et de la Maison des Alternants.

Ces derniers apporteront des réponses techniques et humaines pour l’accueil et l’insertion des apprenants. Dans le cadre du PIA Filière plasturgie et composites, le remplacement de certains équipements situés à Oyonnax sera effectué afin qu’ils puissent répondre aux standards nécessaires à la réalisation de dispositifs plastroniques. L’achat d’équipements qui trouveront par la suite leur place dans la Cité de la plastronique sera également réalisé comme des imprimantes 3D. Mais, la plus grande partie des investissements est réalisée à Lyon, à travers la mise en place d’une plateforme pédagogique plastronique orientée vers le prototypage et le packaging avancé. Ce projet est mené avec le soutien du laboratoire Ampère et du Centre Interuniversitaire de Microélectronique de la Région de Lyon (CIMIRLY, pôle du Groupement d'Intérêt Public pour la Coordination Nationale de la Formation en Micro et nanoélectronique (GIP-CNFM). La plateforme est basée sur le site INSA Ampère sur le campus scientifique Lyon Tech de La Doua (Villeurbanne), idéalement localisée entre la vallée de la plasturgie (Oyonnax, dans l’Ain) et celle de la microélectronique (Grenoble, dans l’Isère avec le CIME et le siège du GIP), et fédère de ce fait de nombreux acteurs.

Complémentaire et connexe aux domaines de spécialité des autres pôles du GIP CNFM, cette plateforme vient compléter le réseau universitaire. Elle a pour vocation de favoriser les liens et échanges entre les communautés scientifiques de l’électronique et de la plasturgie. De plus, elle permet de faire converger en un même lieu l’ensemble des outils et compétences nécessaires en électronique pour développer des dispositifs « plastroniques », de la conception à la caractérisation. La plateforme est actuellement en cours d’aménagement. D’une surface de 90m2, elle présentera à termes plusieurs pôles : un pôle « fabrication et structuration 3D », un pôle chimie (traitement de surface, métallisation…), un pôle électronique comprenant entre autres le dépôt et l’implémentationde composants, le brasage et débrasage ou encore l’intégration et l’implémentation de fonction complexes, et enfin un pôle dédié à la caractérisation électrique et mécanique et à l’inspection du dispositif plastronique. Outre sa vocation pédagogique, cette plateforme a également une vocation scientifique à travers le développement de nouveaux procédés plastroniques. « Cette plateforme est ouverte à l’ensemble de la communauté académique et scientifique, aux partenariats et aux échanges nationaux et internationaux publiques et privés » précise Philippe Lombard, chercheur au laboratoire Ampère et responsable de la plateforme Plastronique 3D & Packaging avancé.
 

Des partenaires entreprises engagés pour soutenir cette action

Plusieurs mécènes sont d’ores et déjà engagés aux côtés du projet : Plastic Omnium, le groupe Seb, la Fondation Dassault Systèmes, Cirly, Sintex NP ou encore la société S2P. La Fondation pour l’Université de Lyon, qui accompagne les établissements dans la phase d’ingénierie et dans les premiers stades de mise en œuvre du projet poursuit sa recherche de partenaires. La concrétisation d’engagements partenariaux, qu’ils soient par le biais du mécénat ou par la proposition de projets concrets, permettra d’acquérir l’ensemble des moyens techniques et d’instaurer des échanges enrichissants, tout en s’assurant de la concordance des formations avec les besoins des industries. Anne Merle, Responsable projet au sein de la Fondation pour l’Université de Lyon, exprime le souhait de fédérer des entreprises de secteur d’activités variés et complémentaires.

Les entreprises qui peuvent bénéficier des opportunités offertes par la plastronique et contribuer à son développement sont en effet très diverses. « Tous n’ont pas une culture du mécénat ni les mêmes moyens, et chacun arrive avec des motivations propres. Nous travaillons à ce que chacun puisse apporter sa pierre à l’édifice. Nous souhaitons que ce projet plastronique 3D contribue à ce dialogue fécond et nécessaire entre le monde académique et celui de l’entreprise, pour répondre aux nouveaux besoins de compétences. Nous nous adressons en premier lieu aux entreprises de notre territoire afin de servir leur capacité à innover, mais cette action a vocation à rayonner au niveau national voire international. » Selon Jean-Yves Charmeau, Responsable du site d’Oyonnax de l’INSA de Lyon et enseignant-chercheur dans le domaine des matériaux polymères, « cette contribution des entreprises au-delà de l’engagement financier ou de l’apport de compétences est garante d’une capacité à développer ces actions de formations au plus près des besoins des industriels. Les questions d’internationalisation de cette formation Chef de projet plastronique, avec par exemple un double diplôme envisagé avec l’Allemagne, son ouverture à l’alternance, la conception de modules de formation continue ou encore la déclinaison sur une formation niveau technicien sont autant de chantiers à mener en lien avec les partenaires industriels afin de faire des choix pertinents et dans le bon timing ».

 

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