Prêt pour l'alimentation, la pharmacie, la photovoltaïque et plus encore

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Solutions robotiques pour les environnements d'hygiène et de salles blanches sont très prisées. Les sciences de la vie, l'alimentation, les laboratoires, l'électronique, les semi-conducteurs – les marchés de niche d'autrefois sont aujourd'hui les moteurs de croissance. Cependant, les conditions d'entrée pour les robots dans ces domaines sont très, très élevées.

Celui qui doit le savoir, c'est Peter Pühringer. En tant que directeur général de Stäubli Robotics, l'une des entreprises leaders dans les solutions robotiques pour les environnements sensibles à l'hygiène, il connaît en détail les exigences sectorielles : « Le profil de demande pour les robots dans ces domaines est très variable, mais dans tous les cas extrêmement exigeant. Si, dans les applications pour semi-conducteurs, l'émission de particules joue un rôle déterminant, dans le domaine des sciences de la vie, il s'agit de travailler dans des conditions aseptiques ou, par exemple, dans la mise en œuvre alimentaire, de l'utilisation de lubrifiants compatibles avec l'alimentation ainsi que de la résistance des robots aux processus de nettoyage classiques. »

En clair : les robots standard sont totalement inadaptés à ces marchés. La demande porte sur des versions spéciales, des robots hautement développés capables de fonctionner dans des conditions aseptiques, des six axes étanches pouvant être aspergés avec une lance de nettoyage, des robots pour salles blanches respectant même les classifications les plus strictes. Ces robots hautement sophistiqués – ce que l'on peut voir de manière particulièrement vivante à l'automatica – se distinguent dès le premier regard par leur conception hygiénique par rapport aux configurations standard conventionnelles.

Ce qui devient particulièrement évident avec le fournisseur japonais Yaskawa. Alors que les robots standard bleus éprouvés, considérés comme des machines de travail fiables pour des tâches grossières, dégagent un charme plutôt rustique, les robots haute performance de la série Motoman HD, conçus en collaboration avec l'Institut Fraunhofer IPA, semblent venir d'un autre monde : ici, des surfaces conçues, des conduites internes de médias, des matériaux résistants et de nombreux détails conformes aux normes d'hygiène ouvrent la voie à une utilisation dans des environnements hygiéniques et de salles blanches.

De nos jours, presque tous les fabricants renommés proposent des robots en conception hygiénique. Cependant : l'effort consenti par les fournisseurs pour respecter, par exemple, les recommandations hygiéniques du EHEDG (European Hygienic Engineering & Design Group), varie considérablement. L'automatica offre ici l'occasion idéale d'examiner de près ces robots, systèmes de préhension, conduites d'énergie et autres sous cet angle.

Fabrication de semi-conducteurs : de hauts obstacles pour l'automatisation

Ce qui explique pourquoi les fabricants doivent faire cet effort, c'est en regardant un secteur où les exigences en matière de salles blanches sont particulièrement strictes : la fabrication de semi-conducteurs. La raison : sur les puces de dernière génération, les transistors (dont il y en a des milliards sur chaque puce) ont une taille de structure comprise entre 3 et 10 nanomètres. Pour comparaison : un cheveu humain fait entre 40 000 et 60 000 nanomètres d'épaisseur. Il est donc évident que chaque particule, même minuscule, peut endommager et rendre une puce totalement inutilisable. Cela signifie : l'automatisation en salle blanche ultra-propre est ici la norme.

Il en va de même pour d'autres domaines liés à l'électronique, comme les écrans, les écrans tactiles, les LED, les OLED…

Usine pharmaceutique du futur

Les dimensions qui peuvent être explorées lorsque non seulement les robots, mais aussi les AGV et robots mobiles, peuvent être qualifiés pour la salle blanche, sont illustrées par un projet intéressant du constructeur d'installations Harro Höffliger, actuellement en phase de réalisation. Il s'agit d'une production pharmaceutique sans opérateur, sous conditions de salle blanche, avec de longues périodes d'autonomie. Pour y parvenir, plusieurs parties de l'installation doivent être reliées par des robots mobiles et des AGV adaptés aux salles blanches.

Grâce à la « Pharma Factory of the future », Harro Höffliger réalise cette étape. Cette avancée est rendue possible notamment par la compétence en solutions de Stäubli. L'entreprise a pu fournir à la fois des robots pour salles blanches et des AGV et robots mobiles adaptés. Avec la « Pharma Factory of the future », Harro Höffliger ouvre un tout nouveau chapitre et fournit à l'industrie pharmaceutique des installations clés en main, entièrement automatisées, qui établiront de nouvelles références en termes d'autonomie et d'efficacité.

Marché en croissance dans l'industrie alimentaire

La production alimentaire fait également partie des grands marchés en croissance pour l'automatisation. Les robots ne s'imposent plus seulement dans l'emballage secondaire, mais aussi de plus en plus dans les processus primaires, où ils entrent en contact direct avec les aliments. Ici, l'utilisation de lubrifiants compatibles avec l'alimentation, qui ne peuvent causer de dommages à la santé en cas de fuite, est obligatoire. À ce sujet, Dieter Rothenfüßer, Key Technology Manager Consumergoods/Food chez KUKA, déclare : « Nous prenons ces exigences très au sérieux, d'autant plus que nos robots sont de plus en plus utilisés dans ces domaines. Toutes les axes de nos robots HO sont donc équipés de lubrifiants alimentaires, tout comme l'alimentation en énergie de l'outil robotique. »

Ce qui est important pour les utilisateurs : la compatibilité des robots avec les processus de nettoyage réguliers, parfois avec des agents de nettoyage agressifs. Pour résister à cela, les robots doivent être étanches dans la mesure du possible et présenter la classe de protection appropriée. L'offre de machines adaptées reste encore très limitée dans ce domaine.

Fanuc voit également dans le secteur « Primary Food » un marché d'avenir important. La clé sera la manière dont les fabricants, intégrateurs et constructeurs d'installations de l'industrie alimentaire développeront ensemble des solutions, indique Nils Tersteegen, directeur marketing de FANUC Allemagne. Il ajoute : « L'automatica est une plateforme très importante pour cet échange. »

Un autre point important pour Fanuc : une programmation simple et graphique via une tablette – cela augmente l'acceptation, pas seulement dans l'industrie familiarisée avec la robotique. Par exemple, l'utilisation de robots dans le système Bakisto présenté lors de l'automatica précédente soulage de manière visible les employés en boulangerie ou le personnel dans les départements de boulangerie des discounters. Ainsi, la robotique répond aussi à la pénurie de main-d'œuvre qualifiée dans l'artisanat et le commerce de détail.

« Beyond meat and milk »

Le fait que le secteur alimentaire soit en pleine mutation est évident à chaque visite attentive dans un supermarché. Et un regard sur l'évolution démographique – d'ici 2050, 9,7 milliards de personnes vivront sur Terre – souligne : de nouvelles sources de protéines doivent être explorées. La biofactory ENORM au Danemark fait exactement cela – avec l'aide de robots KUKA.

Dans la plus grande ferme d'insectes commerciale en Scandinavie, les robots manipulent des milliers de contenants avec des mouches soldat noires. À partir de 25 kilos d'œufs de cette mouche, 100 tonnes de larves sont produites en douze jours. Comme les larves se nourrissent également de déchets issus de la production alimentaire « normale », elles résolvent en même temps un problème de gestion des déchets tout en ayant une empreinte carbone très faible. Les robots en version hygiénique remplissent, vident et empilent les caisses pesant jusqu'à 60 kg – un marché nouveau et porteur pour l'automatisation, contribuant à la production d'aliments durables.

En résumé : le développement continu de la robotique et de tous les composants essentiels des installations permet de repousser toujours plus loin les limites de l'automatisation dans les domaines sensibles à l'hygiène ou aseptiques. Ce qui hier semblait impossible à automatiser peut demain devenir la norme dans l'automatisation.