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Fabrication circulaire 4.0 - Par : Lucas Hof,

Fabrication circulaire 4.0


Lucas Hof
Lucas Hof est professeur au Département de génie mécanique de l’ÉTS. Ses recherches portent sur la fabrication intelligente et circulaire dans le contexte de développement durable.
Programme : Génie mécanique 

Économie circulaire

Achetée sur Istockphoto.com. Droits d’auteur.

Actuellement, l’humanité se heurte à des défis de taille, car chaque année elle épuise progressivement les ressources naturelles de la terre. Les déchets augmentant de façon exponentielle, réduire la consommation, réutiliser et recycler s’avère vital pour assurer la durabilité des activités humaines sur terre. Par conséquent, récupérer et gérer les produits en fin de vie utile (FVU) et réduire la pollution revêt une importance croissante pour l’industrie et présente de nouveaux défis et occasions d’affaires pour de nombreuses industries de la chaîne d’approvisionnement manufacturière.

Économie circulaire

Le concept d’économie circulaire vise à résoudre ces problèmes en fermant la boucle des matériaux dans l’ensemble de la chaîne d’approvisionnement en vue d’un développement économique et environnemental durable [1], et pourrait rapporter à l’économie mondiale des gains potentiels de près de 1000 milliards de dollars US par an. L’économie circulaire ne se limite pas au seul recyclage des matières premières, mais elle encourage la réutilisation, la remise à neuf et le recyclage des produits en FVU, contribuant ainsi à une économie sociale juste et à une meilleure qualité de vie pour les générations à venir. Pourtant, bien qu’elle ait fait son apparition depuis plusieurs décennies, des obstacles importants empêchent l’adoption plénière de ce type d’économie dans l’industrie manufacturière.

Économie circulaire

L’industrie 4.0 pour favoriser la circularité

Les principaux obstacles sont le manque d’information sur les cycles de vie des produits et la pénurie de technologies appuyant les stratégies de fabrication circulaire. En outre, en raison de leurs cycles de vie de plus en plus courts et de leur obsolescence planifiée, les produits de haute technologie deviennent rapidement obsolètes, faisant de la réparation pour réutilisation une option non viable. Le modèle émergent de l’industrie 4.0, soit des usines intelligentes où des entités de fabrication flexibles communiquent ensemble d’un bout à l’autre de la chaîne d’approvisionnement, semble être une excellente solution [2]. Toutefois, les recherches visant à tirer parti des technologies de l’industrie 4.0 (comme l’Internet des objets ou IdO) pour libérer tout le potentiel de la fabrication circulaire ne font que commencer et il manque d’études de cas concrets [3].

Outre les approches intelligentes en démontage, remise à neuf et recyclage, les fabricants doivent considérer l’adoption de chaînes d’approvisionnement en boucle fermée (CABF) pour assurer la récupération des produits en fin de vie. Pour surmonter les problèmes récurrents des approches CABF, comme l’incertitude des flux de produits vu l’imprévisibilité de leur FVU, le recours à des stratégies intelligentes, basées sur l’IdO, permettrait de collecter des données pendant tout le cycle de vie du produit et de définir le meilleur traitement possible pour sa récupération. Une étude de cas universitaire a été menée récemment sur un produit du monde réel (le téléphone intelligent modulaire Fairphone-2®) à partir d’un nouveau modèle CABF se basant sur la prédiction de l’état de dégradation au moyen de différents types de dispositifs IdO intégrés au produit [4]. L’objectif du modèle proposé est de maximiser les profits du fabricant qui connaîtrait l’état de FVU du produit grâce aux dispositifs IdO intégrés (p. ex., capteurs connectés à un service infonuagique). Il pourrait être démontré que le fabricant peut réaliser des gains importants par l’intégration complète de ces dispositifs IdO. Aussi, l’étude comprend un organigramme pour appuyer les décisions administratives quant à l’exécution optimale d’une politique de conception CABF, ouvrant la voie à des stratégies CABF intelligentes en vue d’une implantation commerciale concrète.

Lucas Hof

Profil de l'auteur(e)

Lucas Hof est professeur au Département de génie mécanique de l’ÉTS. Ses recherches portent sur la fabrication intelligente et circulaire dans le contexte de développement durable.

Programme : Génie mécanique 

Laboratoires de recherche : DYNAMO – Équipe de recherche en dynamique des machines, des structures et des procédés  CIRODD- Centre interdisciplinaire de recherche en opérationnalisation du développement durable  CÉRIÉC-Centre d’études et de recherche intersectorielles en économie circulaire  PolymerÉTS 

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