MP4R - Maintenance préventive, d’imprimante 3D à des rectifieuses CNC

Le projet MP4R a été initié pour relever un défi industriel majeur : anticiper l’usure des composants critiques des rectifieuses CNC afin d’optimiser leur disponibilité et réduire les arrêts imprévus. Mené par HEPIA en collaboration avec la société Eskenazi, il a permis de développer une méthodologie innovante de maintenance prédictive basée sur une instrumentation légère et un traitement intelligent des données.

Face aux contraintes d’accès et aux cycles de défaillance très longs des machines de production, l’équipe a conçu un banc expérimental constitué de cinq imprimantes 3D, mécaniquement analogues aux CNC. Cette plateforme a offert un environnement maîtrisé pour simuler différents types d’usure (tension de courroie, désalignement, dégradation de roulements) et générer un jeu de données conséquent, richement annoté.

Une électronique sur mesure, compacte et polyvalente, a été développée pour mesurer en haute fréquence les vibrations, courants moteurs, accélérations, rotations et conditions environnementales. Cette solution est adaptable à diverses machines-outils, garantissant une intégration rapide et non invasive. Les données collectées sont automatiquement transférées vers un système d’analyse doté d’algorithmes hybrides combinant traitement du signal, machine learning et modélisation physique.

Les résultats obtenus sont particulièrement prometteurs : détection d’anomalies avec une précision de 98 % pour certaines configurations, estimation quantitative fine de paramètres clés (ex. tension de courroie) avec une erreur absolue moyenne de 3 % et une validation de la faisabilité d’une approche embarquée en quasi-temps réel. L’architecture matérielle et logicielle développée, ainsi que la base de données constituée (plus de dix mille enregistrements), constituent désormais un socle solide pour un déploiement industriel.

En plus des avancées techniques, MP4R a permis de renforcer l’expertise académique en intelligence artificielle appliquée aux séries temporelles, en conception de systèmes embarqués et en analyse vibratoire. Le projet a aussi démontré la pertinence de coupler innovation et pragmatisme : en s’appuyant sur une plateforme d’essai rapide et économique, il a été possible de valider des concepts clés sans immobiliser les machines de production.

Fort de ces acquis, MP4R ouvre la voie à une prochaine phase pilote sur rectifieuses industrielles. Cette démarche contribuera à améliorer la maîtrise de la qualité, à réduire les coûts de maintenance et à prolonger la durée de vie de machine industrielle.

Un appel à projets destiné aux entreprises pour stimuler leur innovation, leur compétitivité et leur durabilité

Le projet décrit ci-dessus fait partie d'un appel à projets extraordinaire intitulé "Innovation, compétitivité et durabilité", lancé par le domaine Ingénierie et Architecture de la HES-SO. Ces fonds sont destinés aux professeur-es proches des sociétés de services et d'entreprises suisses. Les hautes écoles concernées par cet appel à projets sont :

• HE-Arc Ingénierie ;
• Haute école d'ingénierie et d'architecture de Fribourg - HEIA-FR ;
•  Haute école du paysage, d'ingénierie et d'architecture de Genève (HEPIA) ;
• HES-SO Valais-Wallis - Haute Ecole d'Ingénierie - HEI ;
• Haute Ecole d'Ingénierie et de Gestion du Canton de Vaud - HEIG-VD ;
• CHANGINS - Haute école de viticulture et œnologie.