La Cobotique, analyse du rapport homme-machine dans les industries

Cette nouvelle contribution vise à rendre compte d’une technologie innovante dans le domaine de l’industrie et au carrefour de plusieurs disciplines que sont la robotique, la mécanique, l’électronique et les sciences cognitives pour apporter à l’homme une amélioration dans la réalisation de ses tâches principalement de production industrielle. La cobotique apparaît comme un néologisme associant les mots de robotique et de collaboration. Il s’agit ni plus ni moins que de la collaboration entre les hommes et suivant le cas des opérateurs avec les robots, autrement dit des machines programmées. La cobotique présente un intérêt important pour les nouvelles orientations économiques et politiques de la société soumise de plus en plus à un rythme de compétition dans le monde industriel. Si la cobotique à l’origine concernait principalement des laboratoires de recherche et de développement, elle commence progressivement à sortir de ces milieux pour être introduit dans le milieu industriel en assistant les opérateurs pour la réalisation de tâches de fabrication et de production.

Je présenterai dans un premier temps une définition non exhaustive de cette nouvelle technologie de collaboration entre les hommes et des systèmes robotiques, puis détaillerai certaines de ses spécificités mettant en avant les interactions entre l’homme et ces machines, et présenterai deux exemples de technologies cobotiques propre au monde industriel.

Enfin, je conclurai mon propos en essayant d’esquisser une réflexion sur la manière dont cette collaboration peut exister entre ces deux univers (humains et machines) en proposant quelques interrogations de nature sociale et économique à ce sujet. J’ajoute que cette technologie en est à ses balbutiements et que sa diffusion dans la sphère privée pour assister l’homme dans ses tâches quotidienne demandera, il me semble, encore un peu de temps. Aussi, et pour cette raison, je m’en tiendrai principalement à la cobotique de nature industrielle.

1. Définition de la Cobotique

L’histoire de la Cobotique remonte vers la fin des années 1990, lorsque Michael Peshkin et Edward Colgate, professeurs de mécanique et d’automatique à la Northwestern University, une université américaine située au nord de Chicago, proposent un néologisme associant les mots de robotique et de collaboration. Peshkin et son collègue Colgate considéraient les cobots comme des systèmes à part entière utilisant « des transmissions à variation continue entre le mouvement humain et le mouvement développé » (Claverie et all, 2013, p 3). Ce rapprochement entre les mouvements humains et développés se traduit par une interaction entre humains et machines avec pour les opérateurs de ces systèmes des possibilités augmentées et amplifiées pour saisir, manipuler voire usiner des pièces sur les chaînes de production industrielle. La vulgarisation du terme cobotique illustrée par la robotique coopérative s’est réalisée à partir des années 2010. Comme l’expose Bernard Claverie la cobotique concerne principalement « l’interaction réelle, directe ou téléopérée, entre un opérateur humain et un système robotique asservi ou pseudo-autonome » (ibid, p 4). Autrement dit, il s’agit d’une coopération entre un homme et un système robotique artificiel centrée sur l’utilisateur avec la spécificité d’augmenter les potentialités gestuelles et de mouvements des opérateurs humains. La particularité de la cobotique est également de proposer des robots d’assistance à l’homme tout en automatisant quelques unes de ses tâches. On peut prendre pour exemple le travail assisté de ces robots de coopérations sur les chaînes automatisées et de production industrielle pour lesquelles les opérateurs réalisent des tâches tout en étant augmentés par la présence et l’utilisation de ces systèmes robotisés. Contrairement aux robots, les cobots sont dépourvus de système autonome. Ils sont donc à la charge des humains qui les emploient pour la réalisation de tâches parfois difficiles comme la réalisation d’opérations à cadence élevée comme les chaînes de production industrielle.

2. Le développement de la cobotique

L’intégration des cobots dans le milieu industriel est un domaine en plein développement. En effet, les robots collaboratifs dont la partie intelligente concerne celle de l’opérateur, représenteraient moins de 2% dans le domaine industriel même si leurs ventes ne cessent de croître au fil des années. En ce qui concerne les ventes de ces systèmes robotiques, selon le Barclay Equity Research environ 150 000 cobots seront vendus à l’horizon 2020. La particularité de la cobotique est aussi à travers son intérêt par les entrepreneurs de faciliter la réalisation de tâches parfois délicates voire fatigantes avec un contrôle humain précis qui évite « le rejet de l’usage du robot autonome » (ibid, p 8). Ce développement de la cobotique dans la société marque de véritables opportunités dans le monde de la robotique avec l’idée de pouvoir assister l’humain, ce qui en fait une de ses spécificités et de pouvoir également diriger et interagir avec ces machines dans la réalisation de tâches parfois difficile. L’enjeu de la cobotique apparaît alors à un double niveau avec dans un premier temps, la préservation de la santé des opérateurs au travail puis dans un second temps, l’amélioration des performances pour l’exécution de tâches aussi complexes soient-elles.

3. Des exemples industriels de cobotique

Pour illustrer mon propos, je vais prendre les exemples des entreprises Vinci Energies et de Safran. Chez Vinci Energies, il semblerait que l’entreprise ait intégrée dans son processus industriel plusieurs systèmes de cobotiques présents dans ces usines. L’exemple proposé concerne un système de manutention de barres de titanes pour la réalisation de forgeage à chaud des aubes de réacteurs. Le système cobotique intervient comme complément technique pour la réalisation de ces tâches de fabrication. Enfin, concernant l’entreprise Safran, elle a lancé un programme de recherche appliquée sur l’utilisation d’une cobotique adaptée au métier et en mettant en interaction un roboticien et un ergonome pour penser les concepts de cobots avec des tests dans les usines de Herakles et d’Aircelles En effet, ce programme vise à analyser les interactions entre les hommes et les machines. En parallèle de ce programme de recherche, la société Snecma (filiale du groupe Safran) propose un atelier d’innovation industrielle avec pour objectif de tester les robots sur les lignes de production industrielle.

Conclusion

A partir de ce phénomène technologique innovant, qu’est la cobotique, il convient de s’interroger sur les possibilités offertes en terme d’augmentation et d’amélioration des processus industriels et d’interactions avec les opérateurs humains. Depuis plusieurs années, ces systèmes innovants sont en plein essor avec une diffusion croissante dans la société en sortie de laboratoires pour être installés dans le milieu industriel et prochainement (selon hypothèse) dans la sphère médicale et particulière. De même, il semble pertinent de s’interroger sur ce phénomène technologique croissant. En effet, de quelles manières les entreprises PME comme les grands groupes perçoivent-elles l’intégration de ces dispositifs socio-techniques ? Quelles sont les lignes économiques, sociales voire politiques qui se dressent à partir du développement de ces technologies dans la société ? Des enjeux financiers sont attendus avec une nouvelle compétitivité pour les entreprises qui développent ces robots d’un nouveau genre. Il faut donc s’attendre à de nouveaux phénomènes d’intégrations techniques qui devront être étudiés et analysés au mieux pour cerner la manière dont ces systèmes se développent, interagissent avec les êtres humains et surtout permettent le maintien de l’emploi dans une société résolument complexe.

Benjamin Lorre
Docteur en Sciences de l’Information et de la Communication – USPC. Il nous propose des articles d’opinions sur les questions de mode de travail, de révolutions des pratiques professionnelles et de l’innovation technologique dans la société. Il s’intéresse aux nouvelles mutations du travail en lien avec la diffusion des technologies numériques.

Une nouvelle mutation technologique pour les entreprises industrielles

Le dernier rapport de l’OCDE sur la révolution des technologies dans la société résume l’idée que les entreprises doivent accélérer leurs mutations technologiques afin de réaliser un gain plus important en terme de productivité. Le développement et l’utilisation des technologies concernent principalement les grandes entreprises qui sont encore faiblement utilisées et qui serviraient pourtant à accroître le modèle de production. Le rapport de l’OCDE intitulé : The Next production Revolution : implications for Governements and Business expose le fait que dans les pays industrialisés la pénétration des technologies nécessite du temps et peut être en l’occurrence partielle.

Dans le rapport, une enquête réalisée en Allemagne expose que sur environ 4500 entreprises allemandes, 4% ont déjà déployés un processus de production numérique dans leur mode de production. L’utilisation des technologies numériques dans le secteur de l’industrie participerait à améliorer et à augmenter la productivité des entreprises d’environ 5 à 8 % notamment auprès de la fabrication de composants industriels et chez les constructeurs automobiles. Toujours selon le rapport de l’OCDE, l’adoption de ces technologies par les entreprises allemandes apporterait une amélioration du chiffre d’affaires et de la valeur ajoutée dans le domaine de la mécanique, de l’électrique, de l’automobile, de l’agriculture et du numérique pour les années 2025.

Face à cette mutation sans précédent, beaucoup d’entreprises n’ont pas encore intégré, ni adopté les technologies numériques pour réaliser leurs transformations notamment dans la production industrielle. Quelques dispositifs existent déjà comme le cloud computing, la planification des ressources, et l’automatisation du suivi des processus de production.

Le rapport de l’OCDE précise le fait que si les technologies améliorent la production dans les entreprises, elles peuvent, et rejoignant ici la thèse de Schumpeter sur la destruction créatrice, faire disparaître des emplois et à l’inverse en créer d’autres. Cette transformation accélérée doit être accompagnée par des dispositifs politiques d’ajustements pour assurer la transition du numérique dans le secteur des entreprises industrielles. Aussi, les décideurs politiques ont leurs rôle à jouer dans la manière dont il s’agit d’adopter les technologies numériques dans les entreprises, qu’elles soient de grandes ou de petites tailles et de pouvoir soutenir le développement des compétences, l’apprentissage permanent auprès des travailleurs de ces organisations.

I. Le futur des entreprises industrielles coopératives

Pour le futur de ces entreprises, c’est tout le processus de production qui est transformé avec différents dispositifs coopératifs et connectés. On retrouve dans ce cas le concept porteur d’ « industrie 4.0 » qui se définit à travers plusieurs caractéristiques que je vais tenter de rendre compte.

Un premier dispositif est celui du robot autonome. Il s’agit d’un dispositif mécatronique qui peut effectuer un ensemble de tâche de lui même dans un environnement inconnu et qui dispose d’une autonomie dans sa prise de décision. Ces robots peuvent être amené à coopérer avec un opérateur humain et apprendre rapidement des tâches à effectuer dans les organisations de productions industrielles. Un deuxième dispositif concerne le cloud computing. Le cloud computing ou l’informatique en nuage concerne l’exploitation de la puissance de calcul et de stockage sur des serveurs informatiques distants et à travers l’utilisation du réseau de l’Internet. Un troisième dispositif est celui de la fabrication additive. Cette fabrication permet de réaliser des objets en 3D à partir de procédé de fabrication par ajout de matière première et en étant assisté par des ordinateurs. La fabrication additive est un procédé de « mise en forme d’une pièce par ajout de matière ». Un quatrième dispositif est celui de la réalité augmentée. Ce dispositif permet l’obtention d’une interface entre « des données numériques » liés au virtuel et la réalité, ou monde réel. Les caractéristiques sont les suivantes : une combinaison entre le monde réel et les données numériques en tant réel, une interactivité entre l’utilisateur et la réalité, et la présence d’un monde en 3D. Enfin un cinquième et dernier dispositif est celui du Big Data. Le Big Data concerne avant tout le stockage, l’utilisation et l’analyse d’un ensemble de données très volumineuses. Il peut être envisagé dans les entreprises pour l’analyse prédictive pour définir les offres et les services, et proposer des expériences clients personnalisables à souhait aux consommateurs.

Cette révolution 4.0 ou révolution technologique dans les entreprises serait associée à une transformation digitale et s’illustrerait par une intégration de plusieurs processus de production comme la conception des produits, la planification ainsi que l’ingénierie de production jusqu’au recyclage des produits. Selon plusieurs représentants de l’industrie 4.0, les usines de production réaliseraient le développement et la fabrication des objets en étant au plus près des stocks et des matières premières nécessaire pour la production, tout en disposant d’une proximité productive à l’échelle local et en adaptant ses produits aux besoins des consommateurs jusqu’à une certaine customisation. Deux aspects dominent pour ces modes de production. Le premier est celui de la connectivité avec des outils numériques favorisant la connectivité entre les opérateurs et les machines, et le deuxième aspect est celui des machines dites intelligentes pouvant être connectées entre-elles. Ces exemples marquent bien l’existence d’une révolution en terme de production industrielle associant également des dispositifs comme la réalité augmentée, l’internet des objets, le big data, ainsi que le cloud computing.

II. Des opérateurs humains et connectés

Dans les nouvelles entreprises industrielles, il peut y avoir également un autre facteur de rupture avec la possibilité pour les employés d’être connectés entre eux tout en disposant de technologies avancées pour les aider dans la réalisation de leurs tâches industrielles. On peut y voir se profiler par exemple des usages d’outils intelligents en plus de système de navigations connectés. De même, il est possible qu’à l’avenir des opérateurs de production deviennent des opérateurs « augmentés » assurant des tâches de maintenance et de contrôle sur la robotisation et l’automatisation des chaines de production industrielles. Dans les usines de futur, il pourrait être question également d’un ouvrier augmenté qui à travers la cobotique (l’utilisation par l’homme de robots de coopération) pourra réaliser des tâches de production dans les usines. La présence et l’utilisation d’exosquelettes, par exemple, permettront à l’ouvrier de pouvoir soulever des charges lourdes sans avoir d’effets secondaires comme la fatigue ou les douleurs physiques. De même et concernant la réalité augmentée, il se pourrait que les ouvriers du futur se voient équipés avec des casques de chantier connectés. Des instructions et des données augmentées pourront servir de guide à l’ouvrier dans la réalisation de ces tâches de production avec un système de perception de grande précision.

Conclusion

Les entreprises industrielles du futur sont déjà là. Du moins, les outils de production technologiques et numériques commencent progressivement à être utilisés sur les chaine de production pour la réalisation de produits. On peut y voir une avancée technologique, des améliorations dans le mode de production industrielle qui génèrent de nouvelles manières de travailler. La cobotique est aussi l’une des branches émergente dans la diffusion des technologies à l’intérieur des entreprises industrielles. Elle s’illustre par le fait que les robots sont employés pour assister les tâches industrielles réalisées par un opérateur humain.

En conclusion, il ne s’agit pas à partir de ces constats d’opter pour une approche résolument fonctionnaliste mais plutôt de réfléchir à la manière dont ces technologies bouleversent et transforment en profondeur les activités industrieuses notamment dans le rapport entre les hommes et les machines et pour lesquels les entreprises nécessiteront d’apporter des temps de formations aux opérateurs pour leurs garantir surtout une stabilité de l’emploi, et un renforcement de leurs compétences aussi bien à l’échelle individuelle que collective.

Bibliographie à titre indicatif

OECD (2017), The Next Production Revolution: Implications for Governments and Business, OECD Publishing, Paris. http://dx.doi.org/10.1787/9789264271036-en
Inria, Francis Colas – Robotique autonome
LeBigData.fr, Cloud Computing – Définition, avantages et exemples d’utilisation
Farinia Group, Qu’est-ce que la fabrication additive (FA) ?
Grégory Maubon, C’est quoi la Réalité Augmentée ?
Futura Tech, Big data
Les clés de demain – Le Monde.fr / IBM : Cobotique Robots, exosquelettes ou réalité augmentée, la caisse à outils de l’ouvrier de demain se précise

Benjamin Lorre
Docteur en Sciences de l’Information et de la Communication – USPC. Il nous propose des articles d’opinions sur les questions de mode de travail, de révolutions des pratiques professionnelles et de l’innovation technologique dans la société. Il s’intéresse aux nouvelles mutations du travail en lien avec la diffusion des technologies numériques.