Usine du futur, usine 4.0, usine digitale, smart factory, IIoT… l’usine « nouvelle génération » couvre de multiples appellations et définitions. Ce vaste concept va bien au-delà de la simple modernisation de l’outil productif et implique une transformation profonde de l’ensemble de la chaîne de valeur, de son management, de ses process…
La 4e révolution industrielle aura-t-elle lieu? Certains pensent que l’usine 4.0 constitue une véritable rupture tandis que d’autres estiment qu’elle n’est que le prolongement de technologies existant déjà depuis plusieurs années. Dans l’imaginaire collectif, le concept d’usine du futur évoque des robots qui remplacent l’Homme en parfaite autonomie, voire le supplantent totalement. Si d’incroyables progrès ont été accomplis au cours des dernières années, notamment grâce à la révolution numérique, dans la réalité, la situation est plus complexe et il est difficile de donner une définition précise et exhaustive de l’usine du futur.
Car, ce qui fait la particularité de l’usine 4.0, ce n’est pas tant le fait d’utiliser des technologies dernier cri, mais d’interconnecter les technologies, qu’elles soient nouvelles ou plus anciennes, dans le cadre d’une approche globale. L’usine du futur n’est plus une simple unité de production, mais un système totalement relié à son environnement, plus flexible et plus agile, pouvant anticiper et s’adapter beaucoup plus rapidement à l’évolution des modes de consommation ou encore aux changements impactant la supply chain comme nous avons pu le voir dernièrement avec la crise des matières premières.
Dans leur ouvrage, L’usine du futur, Nathalie Julien et Éric Martin expliquent en effet qu’« il ne s’agit pas seulement de moderniser l’outil de production, mais bien de revoir en profondeur les modes de production, les organisations et les relations avec le consommateur en utilisant les technologies numériques. (…) Reposant sur des technologies existantes ou émergentes, elle demande de repenser aussi bien la façon de piloter l’entreprise que la façon de produire avec une refonte complète de l’organisation de l’entreprise dans un monde où les outils numériques font tomber la cloison entre industrie et services. » Selon eux, trois axes majeurs peuvent être utilisés pour caractériser l’usine du futur : « une usine performante, agile et responsable ».
Usine 4.0 : du concept à la réalité
Si les technologies IIoT (Internet industriel des objets) ont vu le jour aux États-Unis, le concept d’usine 4.0 a été évoqué pour la première fois en 2011, à l’occasion du forum mondial de l’industrie de Hanovre. En 2012, cette initiative se transforme en plan gouvernemental visant redonner à l’Allemagne son leadership industriel. Malgré le lancement de ce programme et la création de plateformes dédiées, les applications ont ensuite un peu tardé à émerger. Parallèlement, les États-Unis consolidaient leur avance sur la mise en pratique des IIoT et autres technologies de la « smart factory ».
En France, c’est en 2013 que le programme « Usine du futur » est lancé, suivi du plan « Industrie du futur », dans l’optique notamment d’assurer la transition de l’industrie française et de favoriser sa réindustrialisation dans les secteurs les plus prometteurs. L’Italie et la Belgique ont également élaboré une stratégie pour le déploiement de l’usine 4.0. La Chine a quant à elle lancé en 2015 son plan « Made in China 2025 » visant à transformer son statut d’usine du monde à celui de grande puissance industrielle en mettant, entre autres, l’accent sur le développement de l’innovation et la transformation numérique.
Ainsi, depuis 2012, beaucoup de pays dans le monde se sont dotés d’une stratégie dédiée à l’usine 4.0, avec à la clé des résultats plus ou moins probants. Selon Tijani Bounahmidi, Professeur de l’Université Euromed de Fès, responsable du projet Fez Smart Factory, si les technologies de la smart factory sont devenues très courantes aujourd’hui, très peu d’industries dans le monde peuvent réellement se prévaloir d’avoir réussi leur transformation en usine 4.0 : « Selon moi, on ne peut parler d’industrie 4.0 que lorsque l’on optimise toute la chaine de valeur. Si on utilise cette définition-là, personne dans le monde n’est arrivé à ce stade, mis à part peut-être l’industrie automobile (General Motors ou Tesla) ou aéronautique. En revanche, les IoT sont déjà utilisées par l’industrie, mais cela ne peut pas être considéré comme une industrie 4.0. »
Ainsi, la principale difficulté du déploiement de l’usine 4.0, c’est son implémentation à l’ensemble de l’entreprise, voire de son écosystème. Elle ne doit donc pas se limiter au volet IT, mais être considérée comme une approche transversale.
Les auteurs du rapport de McKinsey publié en mars 2022, intitulé « Internet industriel des objets et technologies avancées : les leviers d’une transformation digitale réussie » soulignent en effet que « pour maximiser les bénéfices liés à l’IIoT, les collaborateurs et les processus doivent également évoluer pour tirer pleinement parti des avantages des données associées, en recevant des informations en temps réel (pour réagir plus rapidement), ou de meilleure qualité (pour mener des actions plus ciblées). Cela nécessite l’engagement des dirigeants, afin que le déploiement de l’IIoT ne soit pas circonscrit aux équipes informatiques, mais relève bien d’une dynamique globale au sein de l’entreprise. » Selon eux, pour être vraiment efficaces et rentables, les technologies IIoT doivent être mises en place à tous les niveaux de l’entreprise et s’inscrire dans « une logique écosystémique ».
Une réponse aux nouveaux enjeux de l’industrie
La révolution numérique a profondément impacté nos modes de consommation. Le développement du e-commerce nous a donné accès à une offre quasi illimitée et renouvelée en permanence, impliquant une forte réactivité de la part de l’industrie qui doit sans cesse s’adapter à nos nouveaux besoins et exigences. Le nouveau consommateur est également plus sensible aux enjeux de développement durable et en particulier aux problématiques environnementales et sociétales. Ce « consom’acteur » entend ainsi être plus responsable dans ses choix et exige toujours plus de qualité, de durabilité et d’exemplarité de la part des industriels.
Autre tendance de consommation ayant un fort impact sur l’industrie, la « servicialisation » des produits. Les industriels développent en effet de plus en plus de packages produits-services, un phénomène qui s’appuie
beaucoup sur les technologies d’intelligence artificielle ou IoT. Un appareil muni de capteurs intelligents et connectés gère par exemple automatiquement sa maintenance. Ainsi, le consommateur ne détient plus seulement un bien, mais un produit adossé à un service, un usage ou encore une performance. Cette nouvelle approche implique pour l’industriel d’intégrer l’ensemble de ses métiers, depuis la R&D jusqu’au service après-vente en passant par les achats ou la relation client.
La pandémie de Covid-19 a également profondément impacté l’organisation des chaînes de valeur mondiales. Elle a notamment remis en avant la question de la souveraineté économique en soulignant la vulnérabilité et la dépendance de la plupart des pays vis-à-vis de leurs importations. Certains pays européens tels que la France ont ainsi entamé une réindustrialisation de certaines filières stratégiques auparavant délocalisées à l’étranger.
La crise internationale des matières premières consécutive à la pandémie, aggravée ensuite par la guerre en Ukraine, a mis une pression supplémentaire sur les industriels et leur supply chain qui doivent désormais faire preuve d’une grande ingéniosité pour s’approvisionner au meilleur prix.
Enfin, dans un contexte d’urgence climatique et environnementale, l’industrie, grande consommatrice d’énergie et de ressources et responsable d’une large part de la pollution doit aujourd’hui revoir son modèle.
Face à tous ces nouveaux enjeux, l’usine 4.0 apporte des solutions concrètes. Elle permet tout d’abord d’améliorer considérablement la productivité et les performances tout en limitant les déchets ainsi que la consommation d’énergie, d’eau et de matières premières. Les outils tels que le jumeau numérique facilite l’écoconception des produits en vue de limiter leur impact environnemental tout au long de leur cycle de vie. Les technologies additives ont par exemple permis à l’industrie aéronautique de fabriquer avec beaucoup moins de matières premières et de rebuts des pièces de moteur qui sont non seulement aussi performantes et résistantes que les anciennes, mais également plus légères. Ces quelques kilogrammes en moins dans l’avion représenteront chaque année d’importantes économies de carburant.
Plus agiles, les nouvelles chaînes de production sont en outre capables de répondre plus rapidement aux évolutions de la demande, que ce soit sur le plan qualitatif ou quantitatif. On parle ainsi de personnalisation de masse. Toujours dans le livre L’usine du futur, Nathalie Julien et Éric Martin expliquent que « La flexibilité très élevée de l’outil de production permet de répondre à une demande croissante de différenciation, tout en conservant des coûts unitaires de production comparables à ceux de la production de masse; on parle alors de personnalisation de masse. Cela nous amène donc sur un réseau d’usines capables de fabriquer des produits sur un socle commun, mais adapté aux besoins instantanés des marchés locaux. Leur flexibilité leur permet de mettre en place une personnalisation pour satisfaire les goûts de chaque client, tout en proposant différents niveaux de gammes. »
Que la 4e révolution industrielle soit avérée ou non, dans un contexte économique international de plus en plus imprévisible et face à l’impératif environnemental et climatique, les industries ont tout à gagner à se transformer. Malgré le coût et les bouleversements organisationnels qu’elles impliquent, l’usine 4.0 et, plus largement, ses technologies sont définitivement un investissement économiquement pertinent sur le long terme.
Nadia Kabbaj
