Lorsque l’on évoque le terme de mécanique industrielle, on désigne une discipline incorporant à la fois la construction et l’entretien de machines-outils utilisés dans de nombreuses industries et qui accomplissent différentes fonctions (percer, assembler, couper etc.). Ces machines participent à la transformation de matières premières en produits finis, dans des volumes importants. Les différents aspects de la mécanique industrielle sont rassemblés dans les paragraphes suivants.
Tout savoir sur la mécanique, hydraulique et pneumatique industrielle
Mécanique industrielle
Elle concerne l’environnement des machines et équipements de production de masse, que l’on trouve par exemple sur les chaînes de montage. La mécanique industrielle embrasse les fonctions reliées, depuis la conception jusqu’à la réparation de ces machines-outils. Entrent donc dans son champ de compétences le design, la fabrication, la mise en œuvre et en service, le fonctionnement et la maintenance des machines industrielles. L’hétérogénéité de ces équipements – présents dans de très nombreuses industries – en fait un secteur très élargi. On peut notamment citer quelques exemples comme la construction automobile, l’industrie chimique, l’exploitation minière, l’industrie du froid ou encore le secteur agro-alimentaire.
Les activités et missions dédiées à la mécanique industrielle sont principalement :
• l’assemblage et la mise en service des machines
• la maintenance préventives des équipements et la logistique d ‘intervention
• l’intervention sur ces machines pour tout acte de réparation après diagnostic de dysfonction
• l’amélioration des équipements en vue de pérenniser leur usage
• la fabrication de toute pièce ou composante entrant dans le fonctionnement des équipements
• la logistique liée à et au stockage et à l’approvisionnement des équipements ou de leurs matériaux
• le cadrage du besoin en ressources humaines et matérielles pour assurer ces différentes activités
Compte-tenu de ses multiples champs d’application, la mécanique industrielle concerne des secteurs variés, dont les process et les caractéristiques techniques imposent une formation technique spécifique destinée à des professionnels, ingénieurs et techniciens en mécanique. Leur expertise doit être maintenue par la mise à jour de leurs compétences. En conséquence, cette discipline doit être entre les mains de spécialistes dans leur domaine, possédant la maîtrise technique des équipements dont ils ont la charge.
De nos jours et vu la forte croissance du secteur de la mécanique industrielle, les entreprises de ce marché doivent pouvoir proposer à leur clientèle des systèmes épousant les dernières technologies mises en œuvre en tenant compte des avancées réalisées dans leur domaine. De plus, l’humain étant au centre de l’activité industrielle, avant la machine, les processus impliquant des équipements de mécanique industrielle doivent veiller à la sécurité et à bonne santé de l’opérateur. Par ailleurs, il est important de pouvoir proposer un cycle environnemental vertueux pour ces équipements, depuis leur conception jusqu’à leur recyclage.
Hydraulique industrielle
Elle concerne les systèmes industriels de transmission mobilisant un fluide, et s’appuie sur les propriétés physiques et le comportement des fluides, au repos ou sous agitation. En général, le fluide d’un système hydraulique est l'huile qui joue le rôle de porteur d’énergie et d’agent lubrifiant des mécanismes qu’il occupe. Des nombreuses applications industrielles, en particulier dans les équipements lourds, sollicitent la technologie hydraulique, pour effectuer avec précision des mouvements requérant une énergie importante. On retrouve donc des circuits hydrauliques dans des équipements de transmission, des engins agricoles, des systèmes de freinage, des engins de levage etc.
Le principe général de l’hydraulique industrielle repose sur l’utilisation d’un fluide sous pression, qui est incompressible, pour produire une force mécanique et actionner un équipement. La force produite par un système hydraulique est le résultat d’un différentiel de pressions entre deux compartiments. Ce delta de pression est mobilisé pour induire un mouvement du système qu’il équipe. L’huile d’un système hydraulique est distribuée dans le circuit du système par une pompe. Une pompe hydraulique va en effet d’une part transformer une énergie mécanique en énergie hydraulique. D’autre part, elle fournit l’huile dans le circuit qu’elle alimente.
Pneumatique industrielle
Dans l’industrie, la pneumatique concerne les technologies qui font appel à l’utilisation d’air comprimé. Elles utilisent notamment les gaz sous pression qui fournissent l’énergie nécessaire à la mise en œuvre de certains mécanismes. Le secteur de la pneumatique industrielle exploite les propriétés physiques des gaz, dont le volume se réduit par compression en fonction de sa température et de sa pression. Réciproquement, le volume d’un gaz peut augmenter en manipulant les mêmes paramètres. On parle donc de gaz comprimés et de gaz expansés en fonction des propriétés sollicitées. La pneumatique est une technologie qui présente l’énorme avantage de la facilité de se procurer de la matière première, puisque les gaz font partie de l’environnement. Les compresseurs de gaz sont des systèmes maîtrisés depuis longtemps et qui n’ont cassé de s’améliorer.
Les applications industrielles faisant appel à des systèmes pneumatiques sont nombreuses : on les trouve aussi bien dans les systèmes de production l’industrie agro-chimique que dans les chaînes de montage des usines automobiles, ou dans le secteur du bâtiment. Elles équipent, des systèmes élévateurs, des robots, des monte-charges, des cloueurs pneumatiques etc. Les possibilités offertes par l’outil pneumatique sont infinies, ou presque : il assure avec précision et vitesse des tâches requérant alternativement des mouvements rotatoires, des changements directionnels, ou des actions en percussion.
Un équipement pneumatique industriel incorpore les composants suivants :
• un système de compression pour réduire le volume d’air comprimé
• un système de stockage de l’air comprimé ou expansé
• un circuit thermostaté assurant la circulation et la distribution de l’air sous pression
• les dispositifs techniques reliés à l’air comprimé ou expansé
A qui s’adressent les équipements industriels ?
Les opérateurs d’équipements industriels sont nombreux, puisque les tâches qui y sont relatives sont très variées, de la conception à la maintenance des équipements. Deux grandes fonctions se distinguent : les ingénieurs industriels et les opérateurs ou mécaniciens industriels. Les premiers sont chargés de la conception d’un équipement qui intègre l’un des processus que nous avons vus précédemment, ainsi que de leur installation et leur mise en œuvre. Les seconds participent à l’installation, la mise en service et la maintenance préventive des équipements industriels. Ces deux fonctions requièrent des formations et des compétences spécifiques.
On considère globalement que ces tâches sont ouvertes à des personnels ayant des aptitudes pour les secteurs des technologies industrielles associées, c’est-à-dire mécanique, pneumatique et hydraulique industrielles. Ils doivent avoir une affinité aiguisée pour les calculs géométriques et les calculs de mesure. Ils doivent pouvoir déployer des qualités de concentration, de précision, d’intégration d’un jeu de données. Ils doivent pouvoir rapidement se familiariser avec une documentation technique, et maîtriser la langue anglaise si celle-ci est rédigée en anglais. Ils auront à cœur de travailler en équipe avec un esprit et une dynamique collaborative car les équipements sont divers et sollicitent souvent plusieurs compétences. La réflexion est au cœur des ces métiers, notamment pour analyser des situations complexes (panne, dysfonctionnement, replacement).
Les écoles d’ingénieur spécialisées forment le personnel des ingénieurs industriels. Différentes formations mènent aux métiers des opérateurs et mécaniciens. Les filières de formation continue ou de formation initiale permettent d’accéder à ces fonctions (cycles universitaires, troisièmes cycles, formations professionnelle).
Les différents composants et outils d’équipements industriels
La plupart du temps, les équipements utilisés en mécanique industrielle sont à la fois volumineux, lourds et requièrent une grande technicité.
Les machines-outils industrielles sont variées : équipements de tôlerie, pompe hydraulique, unité d’usinage, système de découpe… Quelques exemples de composants d’équipements industriels peuvent être cités. Les brosses industrielles sont utilisées pour traiter et nettoyer les surfaces et les systèmes de dégraissage. Les équipements de soudage, d’assemblage, de rivetage, nécessitent des systèmes complexes d’assemblage. Des machines-outils assurant des fonctions de dosage, de nettoyage, de traitement thermique sont également de systèmes courant en industrie.
L’utilisation des équipements industriels est assurée par des opérateurs spécialisés, qui maîtrisent les fonctionnalités de ces équipements et doivent pouvoir intervenir pour en assurer le bon fonctionnement. On trouve donc en mécanique industrielle systématiquement les outils suivants :
• outils de mesure : des règles et réglets pour assurer une mesure précise, des jauges d’épaisseur afin de mesurer précisément l’espace entre deux positions, une équerre à chapeau pour dessiner un angle droit et assurer la planéité des surfaces
• outils de découpe : un jeu de couteaux découper des matériaux peu épais, un ciseau d’électricien pour sectionner des fils et des câbles électriques épais, une cisaille à levier pour découper la tôle, un couteau d’électricien pour sectionner des conduits et des gaines rigides et semi-rigides, un emporte-pièce pour la découpe de matériaux moins rigides, une scie à métaux pour sectionner les tubes métalliques
• outils de frappe : un maillet pour frapper sans induire de perturbations mécaniques, un bédane qui s’utilise avec le maillet pour modeler tôles et aciers, un chasse-goupille pour enlever une goupille fendue, un burin pour découper les supports en acier ou en tôle, un marteau de mécanicien pour toute tâche de retapage.
• outils divers : clés, pinces, tournevis sont systématiquement présents sur site
