Coordonner simultanément plus d’une centaine de robots mobiles, saisir des produits inconnus sans ordre de passage prédéfini ou usiner une grande pièce aéronautique malgré les déformations d’un robot sous effort : derrière ces trois applications se cachent des verrous technologiques très différents, mais un même enjeu. Il s’agit de permettre aux systèmes robotisés de mieux percevoir leur environnement, d’adapter leur comportement et de conserver leurs performances face aux aléas du monde réel.
Le groupe français d’ingénierie industrielle Fives participe à trois projets du Défi Transfert Robotique de France 2030 : DYNALOG, GRIP4ALL et PRECSIX. Portés par différentes entités du groupe et leurs partenaires scientifiques, ils explorent trois dimensions complémentaires de la robotique intelligente : la coordination de flottes, la manipulation adaptative et l’usinage de précision.
DYNALOG : coordonner plus d’une centaine de robots
Dans un entrepôt automatisé, augmenter le nombre de robots ne revient pas simplement à reproduire davantage de fois le même mouvement. À mesure que la flotte grandit, la répartition des missions, la gestion des trajectoires et l’anticipation des interactions deviennent considérablement plus complexes. Le projet DYNALOG, auquel participe Fives Xcella aux côtés de l’ONERA, de CESI LINEACT et du LS2N, vise à développer une architecture de planification et de supervision dynamique capable de gérer plus d’une centaine de robots autonomes évoluant à haute vitesse.
Le système doit non seulement attribuer les tâches et optimiser les déplacements, mais également modifier son organisation lorsqu’un événement rend le plan initial obsolète. Une panne, un obstacle, un ralentissement ou une variation soudaine du volume de commandes peuvent en effet provoquer des encombrements et affecter l’ensemble des opérations.
DYNALOG mobilise notamment des algorithmes de planification et de replanification, ainsi qu’un jumeau numérique reproduisant le comportement du système réel. Celui-ci permet de simuler différentes configurations, de tester les stratégies de supervision et d’évaluer leurs performances avant leur déploiement dans un environnement industriel.
Fives Xcella apporte au projet son expertise des systèmes automatisés de stockage et les cas d’usage nécessaires pour confronter ces développements scientifiques aux contraintes concrètes de l’intralogistique.
GRIP4ALL : reconnaître, saisir et empiler l’inconnu
Avec GRIP4ALL, l’intelligence ne se situe plus à l’échelle de l’entrepôt, mais au plus près des objets manipulés. Le projet, qui associe notamment Fives Syleps, l’équipe AUCTUS d’Inria Bordeaux, RoBioSS du CNRS et de l’Université de Poitiers et KMSD, développe un démonstrateur destiné à la palettisation de produits alimentaires frais sans ordonnancement préalable.
Dans une ligne industrielle conventionnelle, le robot manipule généralement des objets connus, présentés de manière répétitive à un emplacement déterminé. Ici, les produits peuvent varier par leur forme, leurs dimensions, leur poids, leur rigidité ou leur fragilité. Le robot doit donc analyser chaque situation avant de choisir son action.
GRIP4ALL combine plusieurs briques technologiques : reconnaissance des produits par apprentissage profond, estimation de leur position et de leur orientation, sélection de la prise, planification du mouvement et préhension adaptative. Des préhenseurs multidigitaux articulés doivent notamment permettre au robot de s’adapter à une plus grande variété d’objets.
Fives apporte son expertise de la préparation de commandes et de la construction de palettes. L’objectif est de développer des cellules robotisées configurables, capables d’automatiser des opérations dont la variabilité limite encore l’utilisation de solutions conventionnelles.
PRECSIX : transformer le robot en machine-outil
Le projet PRECSIX transpose cette recherche d’adaptation dans un autre environnement industriel : l’usinage de grandes pièces aéronautiques. Il réunit notamment Fives Machining, SIGMA Clermont, l’ESTIA à travers sa plateforme Compositadour et Figeac Aéro. Son ambition est d’améliorer la précision des trajectoires d’un robot polyarticulé à six axes lorsqu’il réalise une opération d’usinage sous effort. Plus flexible et potentiellement moins coûteux qu’une machine-outil dédiée, un robot industriel peut intervenir sur des pièces de grandes dimensions et s’adapter à différentes géométries. Sa structure est cependant moins rigide. Lorsque l’outil entre en contact avec la matière, les efforts de coupe peuvent entraîner de légères déformations du robot et faire dévier sa trajectoire.
PRECSIX cherche donc à caractériser, anticiper et compenser ces écarts afin de maintenir une précision compatible avec les exigences industrielles. Les travaux peuvent mobiliser des modèles numériques du comportement du robot, des systèmes de mesure et des méthodes de correction de trajectoire. Les réponses de Fives permettront ici de préciser la place exacte occupée par l’intelligence artificielle dans le dispositif.
L’un des cas d’usage envisagés concerne l’ébauche de grandes pièces aéronautiques, une étape durant laquelle une part très importante du bloc de matière initial est retirée. Réaliser cette opération au plus près du lieu où le matériau brut est produit permettrait de réduire la masse à transporter, de recycler plus facilement les copeaux et de réserver les machines-outils de haute précision aux opérations de finition.
De la recherche à l’atelier
DYNALOG, GRIP4ALL et PRECSIX interviennent à trois échelles différentes.
Dans DYNALOG, l’intelligence contribue à organiser collectivement les missions et les trajectoires d’une flotte complète. Dans GRIP4ALL, elle permet au robot de percevoir un produit, de sélectionner une prise et d’adapter son geste. Dans PRECSIX, les modèles et les systèmes de correction doivent lui permettre de conserver sa précision malgré les contraintes physiques exercées pendant l’usinage.
Ces projets partagent néanmoins une même ambition : transformer des avancées scientifiques en solutions suffisamment robustes, performantes et configurables pour répondre aux exigences de l’industrie. En réunissant laboratoires, industriels et intégrateurs, le Défi Transfert Robotique accompagne précisément le passage de la preuve de concept à l’application opérationnelle. À travers ces trois projets, Fives contribue ainsi à dessiner une robotique industrielle moins dépendante de situations entièrement prédéfinies, capable de mieux anticiper les aléas et d’adapter son action aux contraintes du terrain.