avenir des RH

Quand la 3D vient au secours de l’industrialisation

Interview avec Alain Dubois, ingénieur mécanicien, responsable de la zone quarto finisseur Coilbox  chez NLMK La Louvière.

Alain Dubois va nous parler de la modernisation du Coilbox du train à chaud, de l’intervention de la 3D dans ce projet et de ses apports, tout comme du côté vivant du projet de par sa virtualisation et son management.

Le procédé de fabrication du train à chaud

Les brames sont réceptionnées et introduites dans des fours chauffés au gaz naturel. Elles sont ensuite laminées en 7 passes dans le dégrossisseur pour fournir une ébauche. Le coilbox, son rôle est de conserver à l’ébauche une température homogène sur toute sa longueur. Cet outil est spécifique car il permet d’optimiser le processus d’enroulage et de déroulage pour des aspects qualitatifs. Cette ébauche sera laminée dans le train finisseur afin de produire un coil à chaud aux dimensions, poids et qualités requis. Après un refroidissement contrôlé le produit sera bobiné et conditionné.

Quel était le contexte et votre challenge technologique ?

Contexte : remplacement et modernisation d’une machine : le coilbox

Budget : 1 million d’euros comprenant toutes les parties hydrauliques, électriques et mécaniques.

Ressources : tout le corps de métier de la maintenance du site de La Louvière, durée 6 mois, entre 6 et 40 personnes sur le chantier.

Nous avions un souci lié à la vétusté complète de la machine Coilbox que nous devions changer, cela est arrivé en même temps que la modernisation du site où nous devions changer notamment 3 cages d’un train finisseur et la table de refroidissement. Il s’agissait d’un vrai challenge humain pour les équipes liées à une très forte charge de travail. Nous voulions bien entendu y arriver dans le respect du temps du budget et des équipes en places sur le projet.

Le châssis du Coilbox avait été usiné dans les années 80’. Comme il s’agissait d’une modernisation, il fallait repenser l’intégralité de la machine. On devait également passer d’un produit capable de supporter une charge de 20 tonnes à 25 tonnes. Cela impliquait des difficultés pour conserver la structure du châssis tout en augmentant la charge mécanique possible de 20%.    

Aux portes de l’industrie 4.0

Nous avons pu amener ces modifications grâce à un logiciel 3D, nous permettant de projeter la gestion quotidienne d’une machine basée sur des plans 2D des années 80’.

On a utilisé la 3D pour vulgariser le savoir, pour montrer aux collaborateurs ce que pouvait être une machine du futur, notre nouveau Coilbox. Avec la 3D, les collaborateurs ont pu rentrer dans le projet, le comprendre et le visualiser. On a retranscrit les compétences de chacun, dans son domaine d’expertise, dans le projet global. On a pu, avant même la création de notre nouvelle machine, amener une vue future et donc des améliorations à réaliser. La principale amélioration était donc d’utiliser la 3D qui nous a permis de créer un prototype avant de le valider techniquement. On l’a virtualisé et on lui a donné une identité. C’est devenu un modèle vivant. On peut aller s’y promener avec des lunettes Google, il fonctionne déjà avant d’exister. On en connait déjà les faiblesses et on peut les retoucher avant même sa première mise en service. On arrive aux portes de l’industrie 4.0 ! On est dans la création d’un projet qui est vivant, ce n’est plus figé comme dans le passé. A distance, on peut intervenir sur la machine, on a la lecture instantanée de chaque mouvement de la machine. On a su créer un dialogue hommes – machine bien plus important qu’avant. On entre ainsi dans un dialogue réel et instantané.

Nous avions également un challenge lié à l’adaptation d’un nouveau flux hydraulique (huile), sur lequel nous devions mener une étude avec deux exigences : environnementale et sécuritaire. Nous avons des principes de respect de l’environnement qui nous poussent à nous dépasser mais également une priorité constante au respect de la sécurité de tout un chacun. Nous devions développer une huile anti feu pour notre train à chaud. Une huile prend rapidement feu. Nous avons opté pour une huile dont le point de fusion est au-dessus des 200 degrés qui permet de la sorte de sécuriser davantage le processus et d’éviter les incendies.

Nous avons également décidé d’intégrer une évolution des matériaux. Nous avons opté pour le métal pour augmenter la durée de vie de l’ensemble de la machine.

Vue 3D du nouveau groupe hydraulique (résultat de notre première phase de projet , ce projet a été conçu lors des différentes réunions de la première phase de modernisation du coilbox et intégralement organisées sur le site de la Louvière par l’équipe de La Louvière)

Exemple d’extraction d’un ensemble du coilbox avec nomenclature

Exemple d’extraction de la cinématique hydraulique du coilbox

Exemples de stress test réalisées afin de définir la résilience mécanique du châssis coilbox pour valider la répartition des forces et validation des plans avant usinage ( le châssis sera livré le 27 juin)

Image sur la future gamme de graissage du nouveau coilbox

Images du nouveau modèle 3D

Une évolution dans le choix des matériaux

Pourquoi ce changement de matériaux ? Car le Coilbox subit un choc thermique d’une masse de 25 tonnes montée à 1200 degrés, ce qui engendre un rayonnement, et ensuite un refroidissement très rapide. Cette séquence est répétée plusieurs fois par heure, ce qui engendre des contraintes thermiques élevées sur les matériaux.   

Grâce au logiciel 3D, on a fait une étude de charge du châssis pur voir où étaient les différentes défaillances. On a pu ainsi corriger les différents points de fragilité de la structure qui étaient d’ailleurs à l’origine de la vétusté de notre précédent châssis.

Une équipe vivante, tout comme l’acier !

Nous avons mené un double challenge, en plus de mettre en place et gérer toutes les ressources d’un point de vue technique, il s’agissait surtout d’un challenge humain.  Cela est nouveau pour moi dans mon métier d’ingénieur. Je me suis intéressé davantage aux personnalités et à la dynamique du groupe pour mener à bien ce projet.

« S’ingénieurer » consiste à mettre en œuvre toutes les compétences de son esprit, aller au-delà, atteindre l’excellence en mettant toutes les compétences ensembles. Il était nouveau pour moi de viser l’osmose dans une équipe, de faire de la pluralité des membres d’un projet, une singularité. L’aspect technique est le quotidien de notre métier d’ingénieur. On trouve les ressources, on a le savoir, les compétences. NLMK m’a permis, dans son modèle de management, et ce malgré son côté international, de mettre en place cette liberté d’entreprendre, cette liberté de fédérer, de construire un modèle vivant avec nos équipes. Un peu comme l’acier qui est également vivant. Quand on le chauffe, il prend différentes structures. L’acier est vivant et nos équipes aussi ! Malgré les différences d’opinions, on a pu faire d’une pluralité une belle singularité d’équipe.