Opel GTC

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lundi 31 décembre 2018

Pour la croissance économique par la décroissance matérielle

Comment la révolution mécatronique du 21ème siècle va porter les emplois et les espoirs de demain ...

Le monde se transforme. Les technologies progressent. Le tissu économique évolue. Les machines s'améliorent. Les jeunes entreprennent sans retenue. La Planète se réchauffe. Les applications énergétiques de l'hydrogène se préparent à remplacer les énergies fossiles. La population terrestre dépasse les 7 milliards d'habitants. Les citoyens s’interrogent. Les politiques naviguent à vue. L'Humanité bascule dans le siècle de la mécatronique. La révolution "D5&co" est en marche ... 
Éléments d'analyse et de perspective pour les emplois et les espoirs de demain ...

 

Contexte industriel mondial du 21ème siècle


Il est à prévoir que le 21ème siècle verra un ensemble de mutations technologiques conséquentes dans les sociétés humaines développées, notamment :
  • m01 : la généralisation des véhicules autonomes électriques (ie : dromobiles) avec pour applications :
    • le développement
      Fig. 1 : Navette autonome NAVYA.
      des transports en commun individuels (ie : taxis autonomes) - cf Fig. 1 - pour le déplacement de personnes,
    • le déplacement terrestre automatisé de hub à hub de marchandises (ie : camions automatisés),
    • les livraisons nocturnes automatiques et silencieuses des magasins citadins,
  • m02 : la généralisation de véhicules aériens autonomes (ie : drones aériens) - cf Fig. 2 - avec
    pour applications :
    • la livraison du dernier kilomètre facilitée,
      Fig. 2 : Drone modulaire TUNDRA.
    • la livraison rapide de colis urgents ne pouvant s’accommoder des embouteillages (ex : organes vivants, sang, ...),
    • le taxi du ciel,
    • les pompiers du ciel en essaims de drones,
  • m03 : la généralisation de véhicules amphibies autonomes (ie : drones navals) - cf Fig. 3 - avec pour applications :
    • le déplacement autonomes de personnes sur l'eau,
    • le déplacement naval automatisé de marchandises,
    • la pèche télépilotée et/ou automatisée,
    • l'exploitation robotisée des fonds marins,
      Fig. 3 : Drone amphibie IBUBBLE.
  • m04 : la généralisation des droïdes d'assistance aux personnes - cf Fig. 4 - avec pour applications :
    • le nettoyage domestique assisté et/ou automatisé,
    • la tonte automatique du gazon et le désherbage robotisé - cf Fig. 5 -,
    • l'électroménager communiquant et intelligent,
    • l'assistant vocal domotique,
    • les robots conversationnels du e-commerce,
    • le droïde d'assistance et de maintien à domicile des personnes âgées,
    • le clone mécatronique de représentation diplomatique,
      Fig. 4 : Droïde traducteur C-3PO
      célèbre de la saga STAR WARS.
  • m05 : la généralisation des équipements domotiques des bâtiments intelligents - domestiques et industriels - avec pour applications :
    • la gestion optimale de l'énergie et de l'empreinte carbone du bâtiment,
    • le stockage énergétique électrique durant la nuit (ie : chauffe-eau, hydrolyseur, machine à glaçons, ...),
    • le nettoyage industriel automatisé - cf Fig. 6 -,
  • m06 : la généralisation de la production d'énergies décarbonées avec pour applications :
    • le développement de la filière hydrogène (ie : réacteur à fusion et pile à combustible),
    • le développement des énergies renouvelables
      Fig. 5 : Robot desherbeur NAÏO.
      (ie : hydraulique, solaire, éolien, biomasse, géothermie, ...),
  • m07 : la généralisation des robots industriels de production et de manipulation avec pour applications :
    • la production de formes et de volumes multi-process de plus en plus complexes,
    • la gestion automatisée des flux matière dans l'usine,
    • la surveillance télépilotée/automatique des entrepôts,
    • le contrôle online intégré à chaque étape de production,
    • l'ouverture 24/24 des magasins citadins,
  • m08 : la généralisation de l'exploitation de l'espace avec pour applications :
    • le développement du tourisme spatial pour tous,
    • Fig. 6 : Robot nettoyeur KÄCHER.
    • le développement de fusées réutilisables - cf Fig. 7 -,
    • l'exploitation minière des astéroïdes,
  • m09 : la généralisation des applications de bio-mécatronique de l'"Homme réparé" avec pour applications :
    • le développement des prothèses et des organes/membres artificiels (ie : cœur artificiel, main artificielle, oreille artificielle, ...),
    • le développement des exosquelettes des paralysés,
    • le développement de matériels médicaux sophistiqués (ie : scanner, IRM, robot de téléchirurgie, ...),
  • m10 : la généralisation des nouveaux matériaux avec pour applications :
    • le développement des technologies composite et carbone (ie : robustes et légères),
    • le développement du "métal liquide à température ambiante" (ie : poudres métalliques pour fabrication additive) - cf Fig. 8 -,
    • Fig. 7 : Fusée réutilisable SPACEX.
    • le développement des nano-technologies (ie : carbone-graphite, épitaxie, ...),
toutes ces mutations - dénommées par la suite "Révolution D5&co" (dromobile/dronautique/droïde/domotique/décarbonique/robotique/spatial/bionique/matériaux) - nécessitant le développement des connaissances, des compétences et des talents pour la réalisation de composants et d'objets mécatroniques de plus en plus pointus en petites, moyennes et grandes séries.


De manière générale, la Révolution D5&co suppose le développement massif :
  • de la robotique / cobotique domestique et industrielle,
    Fig. 8 : Fabrication additive
    métallique PRISMADD.
  • des capteurs de variables d'état des robots (ie : lidar, vision, accéléromètre, GPS, température, vibration, humidité, ...),
  • des algorithmes automatiques de contrôle commande temps réel de la fonction "Puissance" des systèmes mécatroniques,
  • des progiciels d'ingénierie numérique "assurée par les connaissances" pour la conception de solutions complexes P10 (ie : Projet/Poc/Prototype/Produit/Program/Pièce/Process/Poste/Plant/Prix).

 

Déjà le 19ème siècle innovait ...

Fig. 9 : La Force Artificielle
de la machine à vapeur.

Quand à la fin du 18ème siècle, James Watt améliore en 1781 la machine à vapeur en inventant le système bielle-manivelle - cf Fig. 9 - et le condensateur séparé, savait-il qu'il dotait l'Humanité de la Force Artificielle ?

Démarre alors au milieu du 19ème siècle la 1ère révolution industrielle qui voit la machine à vapeur remplacée progressivement par une série d'innovations - telles que le moteur à explosion à 2 temps en 1859 puis à 4 temps en 1862 - où le mécanisme bielle-manivelle est toujours conservé tandis que le carburant évolue du solide (ie : bois et charbon) vers le liquide (ie : essence et diesel) et le gaz.

L'électricité n'est pas en reste. Depuis la découverte du phénomènes électromagnétique au début du 19ème siècle, le moteur électrique vient rejoindre dans sa version dynamo de 1886 son cousin thermique dans la panoplie des moyens artificiels pour produire une force contrôlée.

S'en suit alors un développement économique sans précédant qui transforme l'artisanat en industrie, vide les campagnes pour fournir les bras ouvriers aux villes, remplace les aristocrates rentiers propriétaires terriens par des entrepreneurs-inventeurs capitaines d'industrie tels que Michelin, Peugeot, Eiffel, Krupp, Daimler, Diesel, Siemens, Bosch, Edison, Westinghouse, ...

 

Génial et terrible 20ème siècle innovant ...

Fig. 10 : Dégâts de la bombe atomique :
paroxysme de l'Enfer sur Terre.

La première moitié du 20ème siècle est alors le théâtre de tous les progrès mécaniques permis par la Force Artificielle mais aussi de toutes les horreurs possibles que l'Humanité pouvait inventer :
  • invention de l'automobile, de l'aéronautique et des fusées,
  • développement du train, des plus grands paquebots et des sous-marins,
  • 2 guerres mondiales,
  • la bombe atomique - cf Fig. 10 -,
  • les pires totalitarismes idéologiques : fascisme, nazisme et communisme.
 
Heureusement, le 20ème siècle se termine mieux qu'il n'a commencé :
Fig. 11 : Métaphore de
l'Intelligence Artificielle
de la fin du 20ème Siècle.

Porté par le développement de l'énergie électrique, des énergies fossiles, du téléphone, de la radio et de la télévision, le développement économique qui résulte des 30 années succédant à la fin de la 2ème Guerre Mondiale est alors qualifié de 2ème révolution industrielle par certains auteurs [RIF11].

Démarre également un développement sans précédent de l'informatique et de l'innovation digitale qui dotent alors l'Humanité de l'Intelligence Artificielle de la fin du 20ème siècle (ex : moteurs d'inférence logique, réseaux neuronaux, reconnaissance de caractères et de visages, reconnaissance de la parole, web sémantique, big data et deep learning, ...) - cf Fig. 11 -. Émergent alors des entrepreneurs du numérique - à la vision et aux succès mondiaux - tels que Steve Jobs (fondateur d'Apple), Bill Gates (fondateur de Microsoft), Marcel Dassault (fondateur de Dassault Systèmes), Dietmar Hopp (co-fondateur de SAP AG), ...

 

Le 21ème siècle mécatronique innove toujours ...

Fig. 12 : Robot Infirmier : application
médicale de la mécatronique.

Les progrès de la mécanique de précision conjugués à ceux de l'électronique miniaturisée et de l'informatique temps réel permettent désormais d'embarquer l'intelligence dans les machines pour forger les objets mécatroniques mobiles et autonomes du 21ème siècle.

Contrairement à ce qu'il est souvent sous-entendu par l'expression "révolution digitale", le 21ème siècle ne sera pas exclusivement numérique mais verra également l'émergence d'un grand nombre de systèmes et d'inventions matérielles - à caractère physique - mariant intimement les différentes disciplines de la mécatronique.  Citons notamment :
  • tous les drones favorisant les déplacements terrestres,
    Fig. 13 : Robot Taxi : application
    logistique de la mécatronique.
    aériens et navals,
  • toutes les sondes spatiales et rovers divers d'exploration inter-planétaire,
  • tous les robots domestiques automatisant les tâches fastidieuses et fatigantes, à commencer par les robots aspirateurs, les tondeuses à gazon, les robots desherbeurs, les robots démineurs, ...
  • tous les robots industriels de production manufacturière,
  • tous les assistants personnels divers tels que smartphones, traducteurs automatiques, coaches sportifs, robots infirmiers, ...
  • toutes les prothèses et équipements d'amélioration de la santé et de réparation de l'Homme.
Fig. 14 : Rover Lunaire : application
spatiale de la mécatronique.
Stimulé par la nécessaire transition énergétique, le 21ème siècle annonce également la révolution hydrogène, vecteur puissant de stockage de l'électricité. 2 progrès majeurs sont attendus pour une énergie abondante et propre pour tous :
  • la production centralisée d'électricité par fusion nucléaire : l'investissement actuel le plus emblématique pour la production massive et sure d'électricité nucléaire sans déchet est assurément le réacteur à fusion thermo-nucléaire ITER actuellement en cours de construction en France à Cadarache pour un budget de 20 Milliards d'Euros partagé entre 35 pays (ie : Europe, USA, Chine, Japon, Corée du Sud, Inde, ...).  S'il aboutit au succès scientifique attendu à pleine puissance pour 2035, la production industrielle d'électricité nucléaire sans CO2 et sans déchet - cf Fig. 15 - pour chaque Terrien pourra démarrer à partir de 2050, couvrant
    Fig. 15 : Plasma de fusion thermo-
    nucléaire de deutérium et de tritium.
    avec 50 litres d'eau de mer et 1 g de lithium par personne l'ensemble des besoins énergétiques d'une vie terrestre
    [BIG18],
  • le stockage décentralisé d'hydrogène et la production locale d'électricité par pile à combustible : dans le sillage des progrès attendus de la micro-catalyse destinés notamment à diminuer les coûts de consommation du platine utilisable alors avec parcimonie, la pile à combustible - cf Fig. 16 - produit de l'électricité mobile (par exemple pour un véhicule électrique) par combinaison de l'oxygène de l'air avec l'hydrogène stocké localement tout en produisant pour déchet ultime de l'eau pure. L'hydrogène devient alors vecteur de stockage local de l'électricité produite par les énergies renouvelables nocturnes (ie : éolien) et diurne (ie : solaire) à l'aide d'hydrolyseurs tandis que le stockage stable de l'hydrogène - à température ambiante et sans risque d'explosion - est désormais une question scientifiquement résolue grâce au Silane, analogue siliceux du Méthane.

Fig. 16 : Pile à combustible brulant
hydrogène gazeux et l'oxygène de l'air.
t.
Simultanément, l'industrie numérique progresse et développe un ensemble de technologies d'apprentissage automatisé à partir des données produites par les objets connectés. Ces algorithmes permettent alors de fiabiliser le caractère prédictif des assistances fournies à l'Homme par les objets mécatroniques du futur qui deviennent alors apprenants et adaptatifs (ie : diagnostic médical téléassisté, transports automatiques, traductions automatiques, ...).  En 2017, le champion du monde de go est l'algorithme apprenant AlphaGo.

De nombreux entrepreneurs comprennent déjà la révolution mécatronique "D5&co" en marche et n'hésitent pas à y engager toute leur énergie, les plus emblématiquess d'entre eux étant Elon Musk aux USA (fondateur notamment de Tesla (voiture), Hyperloop (train), SolarCity (énergie), SpaceX (fusée) et Neurolink (interface cerveau/machine)) et Alain Carpentier en France (fondateur de Carmat pour le développement du cœur artificiel fabriquable industriellement).



Espoirs et emplois du futur


Tous ces progrès technologiques annoncés de la mécatronique vont évidemment ouvrir de nombreuses espérances et applications possibles. Citons notamment :
  • la production propre d'énergie électrique sans CO2 et sans déchet,
    Fig. 17 : Espoir du futur.
  • la téléchirurgie et les techniques d'opérations non invasives,
  • l'éradication des difficultés de stationnement dans les villes avec déploiement de norias de taxis automatiques municipaux,
  • le taxi logistique du ciel,
  • le recyclage amélioré des produits industriels dans le cadre du développement d'une économie circulaire plus efficace,
  • le développement optimisé des pièces métalliques par fabrication additive permettant ainsi de déposer la matière là où nécessaire,
    Fig. 18 : Ville propre
    sans embouteillage.
  • la conquête du 6ème continent spatial avec robots nettoyeurs de l'espace, fusées réutilisables,
    construction de bases lunaires et martiennes,
  • le nettoyage automatisé des océans, la pèche automatisée et l'exploitation des fonds marins,
  • la culture et la récolte automatiques des terres agricoles,
  • le coach sportif mécatronique, entraineur infatigable de tennis,
  • le pompier sauveteur télépiloté, apte à intervenir dans les zones de séisme ou à éteindre un incendie sans risque pour le pilote,
  • la représentation diplomatique par clone mécatronique d'un individu qui pourra être présent partout dans le monde en utilisant une interface immersive haptique, évitant ainsi de longs et fatiguants voyages consommateurs d'énergie,
  • ...
L'ensemble de ces progrès annoncés nécessitera évidemment le développement de nombreux métiers hautement qualifiés, notamment :
  • des
    Fig. 19 : Designer : métier du futur.
    designers,
  • des ergonomes,
  • des architectes systèmes,
  • des éco-concepteurs,
  • des matériaulogues,
  • des chimistes,
  • des mécaniciens,
  • des électriciens,
  • des électroniciens,
    Fig. 20 : Roboticien : métier du futur.
  • des automaticiens,
  • des énergéticiens,
  • des informaticiens,
  • des mathématiciens,
  • des data managers,
  • des knowledge managers, 
  • des mécatroniciens,
  • des roboticiens,
  • des usineurs,
    Fig. 21 : Data manager : métier du futur.
  • des intégrateurs,
  • des validateurs,
  • des logisticiens,
  • des biologistes,
  • des prothésistes,
  • des bio-mécaniciens,
    Fig. 22 : Prothésiste : métier du futur.
  • des généticiens,
  • des qualiticiens,
  • des chercheurs,
  • des professeurs,
  • des formateurs,
  • des inventeurs,
  • des entrepreneurs,
  • ...
Certains dénomment déjà "3ème révolution industrielle" cette convergence des technologies mécatroniques, énergétiques, bio-génétiques et numériques.

Fig. 23 : Croissance économique
par la décroissance matérielle.
Enfin, aboutissement ultime de la Révolution "D5&co", peut-on imaginer l'émergence d'une forme de conscience artificielle au service de l'Humanité afin de lui permettre d'entrer dans une nouvelle ère de sagesse collective dont l'objectif commun sera de résoudre le défi fondamental du 21ème siècle, à savoir : la croissance économique par la décroissance matérielle [SER13] :
  • croitre économiquement consistant essentiellement à se former constamment et à développer les connaissances et les métiers nécessaires à l'ère de la mécatronique généralisée,
    • pour que chacun puisse y apporter une contribution et
    • y trouver un emploi,
  • décroitre matériellement consistant essentiellement à "faire mieux avec moins", notamment en :
    • utilisant moins d'énergie,
    • consommant moins de matériaux,
    • générant moins de polluants et 
    • produisant moins de déchets ultimes,
              tout en sachant :
      • utiliser plus d'informations et de connaissances,
      • engager plus d'intelligence et de sagesse humaines et
      • développer plus d'harmonie sociale et de cohésion pacifiste ?

    "Croitre économiquement en décroissant matériellement" est le défi de l'intelligence naturelle du 21ème siècle !

     

     

    Épilogue

    Fig. 24 : le 21ème siècle : siècle de l'eau
    pure de la pile à hydrogène et de la
    "Planète Réparée" par la croissance
    économique de la décroissance matérielle.

    Le dernier livre de l'économiste Daniel COHEN qualifie d'"économie digitale" le nouveau siècle de progrès qui s'annonce ... tellement le terme d'"économie industrielle" du 20ème siècle ne suffit plus à qualifier les mutations socio-techniques en cours [COH18].  Le titre de son dernier ouvrage y voit également une mutation inquiétante ...

    A contrario de cette position respectable et prudentielle, cet article se propose d'envisager la posture plus optimiste et plus audacieuse de la "croissance économique par la décroissance matérielle" :
    • le 21ème siècle ne sera pas que algorithmique ... mais mécatronique, cette dernière discipline d'Ingénierie Système ayant bien évidement besoin des progrès des algorithmes mais pas que ... Seront également convoqués à la fête du progrès technologique les matériaux, l'hydrogène, l'énergétique, la fusion thermo-nucléaire, la micro-catalyse, l'ordinateur quantique, l'automatique, la biologie, le génie génétique, ...
    • le 21ème siècle n'est pas inquiétant comme le voudrait toute
      Fig. 25 : Sage du Monde contemplant
      la beauté de la "Planète Réparée".
      projection dans l'inconnu ... mais porteur de millions d'opportunités ... si l'on comprend précocement que la vie professionnelle n'est plus mono-métier-mono-employeur mais un long et constant apprentissage : 
      • où l'on changera en moyenne 5 fois de métiers et 10 fois d'employeurs pour réparer la Planète et
      • où les jeunes nés à la fin du 20ème siècle changeront tellement le Monde en 50 ans qu'ils prendront leurs retraites sur la Lune et qu'on les enterrera sur Mars au 22ème siècle ...


    Fig. 26 : Paix mondiale pour tous par
    les progrès annoncés du 21ème Siècle.
    Bienvenue dans le siècle de la sagesse intérieure et de la paix mondiale extérieure du Citoyen de l'Univers où l'Homme aura su évoluer plus vite que la mécatronique consciente qu'il aura créée ! 

    Excellente Année 2019 à toutes et à tous !




    Bibliographie

    • [RIF11] : Jeremy Rifkin, "La 3ème Révolution Industrielle", ISBN 2-9185-9747-3.
    • [BIG18] : Bernard Bigot, "ITER, une énergie pour notre avenir", 2018, Conférence inaugurale de l'Ecole Centrale de lyon.
    • [COH18] : Daniel Cohen, "Il faut dire que les temps ont changé... Chronique (fiévreuse) d’une mutation qui inquiète", Éditions Albin Michel, 2018 (ISBN 978-2-226-43744-0).
    • [SER13] : Patrick Serrafero, "De l'innovation à la routine en conception éco-performante ou de la confrontation des idées pour le client à la vérité de l'ingénieur", Eco-conception, conception et innovation, Revue Marché et Organisations, Éditions L’Harmattan, p. 51-64, (ISBN 2-2965-3319-1).