Ministre de l'Économie Hoffmeister-Kraut au Centre de production de cellules de batteries numérisées

Ministresse Hoffmeister-Kraut à la machine de revêtement de rouleau à rouleau connectée. (Source : Fraunhofer IPA, Photo : Rainer Bez)

Expert en IPA, Dirk Schlenker, explique l'automatisation et la numérisation de l'assemblage des cellules de batterie. (Source : Fraunhofer IPA, Photo : Rainer Bez)

L'industrie automobile est confrontée à une crise : le moteur électrique remplace le moteur à combustion, l'ordinateur prend de plus en plus le contrôle, et le covoiturage devient à la mode. Par ailleurs, avec Industrie 4.0, une toute nouvelle stratégie s'installe dans les usines. Des efforts considérables sont nécessaires pour gérer cette transformation. La ministre de l'Économie du Bade-Wurtemberg, Nicole Hoffmeister-Kraut, a donc fait le point sur l'état de la technologie dans le pays. Accompagnée de représentants de la presse, elle a visité plusieurs centres de recherche et entreprises. Son voyage l'a d'abord conduite à l'Institut Fraunhofer pour la technologie de la production et l'automatisation IPA, où il est question de la fabrication numérisée de cellules de batteries.

»Pour l'avenir de la mobilité électrique, la technologie des batteries aura une importance exceptionnelle«, déclare la ministre de l'Économie, Dr. Nicole Hoffmeister-Kraut, à propos du cœur de la mobilité électrique – la batterie. Son importance est comparable à celle du moteur dans une voiture conventionnelle. »Environ 38 % du coût d'une voiture électrique est lié à la batterie«, explique le directeur de l'IPA, Prof. Thomas Bauernhansl. Cependant, le marché de cette composante est actuellement largement dominé par des fabricants asiatiques. Bauernhansl met donc en garde contre une dépendance. Les Européens ont certes pour objectif de produire eux-mêmes environ un tiers de leurs besoins d'ici 2030, mais pour rester compétitifs face à la concurrence asiatique, ils doivent réduire leurs coûts de fabrication.

»Dans la digitalisation, nous voyons un levier majeur pour augmenter la compétitivité«, déclare Reiko Stutz, directeur général des projets stratégiques chez VARTA. L'entreprise collabore depuis plusieurs années avec l'IPA, qui possède une vaste expérience dans ce domaine. Plus optimiste encore, le responsable du secteur énergie à l'IPA, Joachim Montnacher, estime que la situation est favorable : »Grâce à une digitalisation rigoureuse des processus de fabrication et à une production efficiente en ressources, le Bade-Wurtemberg a le potentiel de devenir un leader mondial dans la fabrication de cellules de batteries, tant sur le plan écologique qu'économique.« Concrètement, selon le directeur de l'institut, Bauernhansl, la digitalisation permettrait d'économiser entre 10 et 15 % des coûts de production. Cependant, des déficits existent actuellement en matière de qualité. Comme les cellules de batteries sont testées uniquement à la fin de la production, toute une série est perdue si une erreur survient à un moment donné du processus. Le taux de rebuts est donc très élevé, allant de 5 à 10 %. L'IPA travaille à surveiller chaque étape avec des capteurs et à centraliser les données recueillies. L'objectif est d'améliorer la qualité tout en réduisant le taux de rebuts.

Ce à quoi cela ressemble concrètement, la ministre a pu le voir au Centre de production de cellules de batteries numérisées. Il y a par exemple une machine pour le revêtement des électrodes, qui collecte en continu des données et surveille elle-même la qualité de son travail. Une autre installation expérimente de nouvelles méthodes de revêtement. Au lieu d'appliquer une pâte sur un substrat, comme une feuille d'aluminium, elle utilise de la poudre. L'avantage de ce revêtement à sec innovant, grâce à l'électrostatique : il ne nécessite pas de solvants, qui sont nocifs pour la santé et doivent être séchés de manière coûteuse. Cela rend l'ensemble de l'installation beaucoup plus compacte. Et »on économise environ 50 % d'énergie«, explique l'experte de l'IPA, Inga Landwehr.

Enfin, la ministre a dû enfiler des sur-chaussures pour ne pas introduire de saleté dans la salle blanche. Là, elle a pu voir notamment un chariot intelligent qui transporte les cellules de batteries semi-finalisées d'une machine à l'autre. La particularité : le chariot ne surveille pas seulement la qualité des cellules grâce à ses capteurs, mais collecte aussi des données sur les conditions ambiantes et les envoie dans le cloud. Il est ainsi possible de suivre précisément la position de chaque cellule, dans quel état elle se trouve, et dans quelles conditions environnementales. Même ce simple chariot peut contribuer à réduire considérablement le taux de rebuts. »Au-delà de la recherche et du développement, il est essentiel pour le site du Bade-Wurtemberg que la transition des résultats de la recherche vers l'industrie soit réussie«, insiste Hoffmeister-Kraut.