Intelligence artificielle dans nos métiers, des enjeux stratégiques !

L’intelligence artificielle (IA) va se développer en métallurgie (fonderie, forge, élaboration …) comme dans d’autres métiers industriels, avec la démocratisation des technologies du numérique, la présence de data en grand nombre, et leur exploitation plus avancée. C’est ici un enjeu de pérennisation et d’accélération de l’enrichissement des savoirs qui se joue, de réduction des délais de développement et de mise au point, de démarquage de la concurrence et d’amélioration globale de la maîtrise de la qualité des produits métalliques. Solutions à potentiel pour nos métiers les technologies de l’IA telles que les systèmes experts, des réseaux de neurones et les jumeaux numériques peuvent faire évoluer drastiquement nos approches techniques et industrielles. Leur développement dans nos métiers nécessitera des outils logiciels, des savoir-faire fonderie mais également des compétences de type data-scientist ainsi que des données fiables en quantité suffisante.

Des développements sont initiés. On peut citer à titre d’exemples non exhaustifs, les développements de l’Université Lehigh (USA) sur la conception de nouveaux alliages à haute entropie à partir de méthodes d’analyse canonique de corrélations, d’algorithme génétique et de résultats expérimentaux de microscopie électronique, les travaux du Fraunhofer IWS (Allemagne) sur l’optimisation de la qualité métallurgique des pièces produites par DED grâce à un module de machine learning qui recale au fur et à mesure les paramètres de fusion, ou encore les travaux initiés par Severstal (Russie) sur l’anticipation de la surchauffe de roulements de supports de pignon (une des causes principales de défaillance de laminoir à chaud) grâce à un modèle prédictif de défaillance basé sur du machine learning.

Aussi, nous ne devons pas être en reste d’une mutation qui s’accélère, et c’est dans ce sens que CTIF a  d’ores et déjà lancé plusieurs initiatives dans le domaine. On peut citer notamment les projets CRITERTOMO et HYBRID’TWIN, développés par CTIF en collaboration respectivement avec l’INSA et des fondeurs associés pour CRITERTOMO et ESI, l’ESFF et l’ENSAM pour HYBRID’TWIN. Le 1^er projet vise dans le cadre d’une thèse (2019-2022) la construction d’ un algorithme permettant en fonction du besoin fonctionnel de définir un niveau d’acceptabilité de la pièce basé sur les caractéristiques que fournit l’exploitation des données de tomographie. Le second projet vise la démonstration du concept de Jumeau Numérique Hybride en application à un 1er cas démonstratif en basse pression sable, avec un focus sur l’évolution des pressions de contact et leur influence sur la solidification de la pièce. L’instrumentation porte ici sur la thermique (en cours de remplissage et en solidification), et la pression (qui va jouer sur la microstructure et la résistance thermique à l’interface moule/métal) avec le choix volontaire d’un cas avec une marge d’inconnue suffisante,  une instrumentation accessible, et un procédé connu mais à améliorer. Enfin, CTIF lancera en 2020 un nouveau projet POCAI, dédié au couplage des approches par algorithme génétique avec la modélisation thermodynamique (approches ThermoCalc) à destination de nouvelles conceptions d’alliages (Alloy Design).

Des actions prometteuses, à suivre de près …

Pour en savoir plus, n’hésitez pas à contacter Patrick Hairy, Responsable  Pôle Développement Métallurgie et Procédé ou Didier Linxe, Responsable Pôle Développement Méthodes et Ingénierie Numérique chez CTIF.