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Grands défis et nouvelles pistes pour demain

Rémi BASTIEN

1h04min28

  • Génie et activités connexes
Une conférence du cycle : Qu'est-ce qu'un ingénieur aujourd'hui ? L'ingénieur, le génie, la machine du 10 au 14 janvier et du 16 au 19 janvier 2010, à 18h30
Grands défis et nouvelles pistes pour demain par Rémi Bastien, directeur de la recherche, des études avancées et des matériaux chez Renault
L'automobile est née en 1886 avec Daimler, si on met de côté le Fardier de Cugnot. Au début, cette invention a été réservée à quelques avant-gardistes fortunés. Très vite, elle a passionné les ingénieurs et les inventeurs. La première voiture à atteindre le 100km/h a été la "Jamais Contente" en 1898? et c'était une voiture électrique. Louis RENAULT était surnommé l'homme aux 500 brevets. Il a notamment inventé le turbo-compresseur. Avec Henry FORD, l'automobile s'est démocratisée et son célèbre modèle T a permis à des millions d'Américains de se déplacer en famille. Après la 2° guerre mondiale, la 4CV RENAULT amplifie le mouvement et permet aux familles Françaises de profiter pleinement de leurs semaines de congé payés. Le 20° siècle a été profondément influencé par l'automobile et celle-ci a été une source de progrès pour l'humanité en lui permettant une mobilité individuelle et une grande liberté. Le métier d'ingénieur a pu exercer tout son talent car l'automobile fait intervenir toutes les sciences de l'ingénieur, de la mécanique des solides et des fluides à la thermodynamique en passant par la chimie, la résistance des matériaux et l'électricité.

Mais à la fin du 20° siècle, à partir des années 80, l'image de cet objet qui avait entrainé une grande partie du progrès technique, qui faisait "rêver" tant de jeunes, qui était synonyme de liberté, a progressivement pâli. Le nombre de morts sur les routes, les encombrements, la pollution atmosphérique et plus généralement l'impact sur l'environnement ont fini par entamer l'image de l'automobile. Au début de ce 21° siècle, nous sommes donc à un point de non retour. Et toute l'industrie automobile est confrontée à de nouveaux défis pour que ce vecteur de liberté continue à être une source de progrès pour l'humanité, et ceci en protégeant notre planète. Là encore, les ingénieurs sont devant un défi à leur mesure et sont prêts à se mobiliser, à utiliser toutes les sciences et techniques modernes pour que la mobilité individuelle par véhicule auto-mobile contribue pleinement à ce progrès durable. Le plus grand défi est certainement pour les pays du "BRIC": quel accès pour leur classe moyenne à un objet très peu cher, respectant l'environnement et communicant Dans le domaine de la sécurité, la connaissance de la bio-mécanique a permis de concevoir des véhicules qui protègent de mieux en mieux les occupants des véhicules. L'apport de l'électronique, de la pyrotechnie et des matériaux innovants à été déterminant. Les progrès à venir viendront encore de l'électronique et des différents capteurs qui permettront d'éviter les collisions, et spécialement envers les usagers vulnérables de la route que sont les cyclistes et les piétons. Pour ce qui concerne l'environnement, la réduction des émissions toxiques a été extrêmement rapide avec les normes Américaines et Européennes. En Europe, en 20 ans, les émissions des véhicules lancés sur les marchés ont diminué de près de 90% en moyenne (de 98% pour les particules des moteurs Diesel). Le CO2 a été réduit de 25% sur la même période. Enfin la maîtrise du cycle de vie prend de plus en plus d'importance avec la montée en puissance du recyclage. Dans le domaine de l'environnement, toute la profession se mobilise pour tendre vers le "zéro" impact environnemental. Là encore, toutes les sciences et techniques de l'ingénieur sont mobilisées. L'électrification des chaines de traction, qui est un axe stratégique de l'alliance RENAULT/NISSAN, va prendre de plus en plus d'importance, complétant les efforts énormes engagés sur les motorisations conventionnelles, sur la maîtrise de l'énergie à bord et sur l'allègement des véhicules. Le développement de nouveaux matériaux à faible empreinte environnemental s'accélère également ainsi que leur recyclabilité. Par ailleurs, nous travaillons à offrir une qualité de vie à bord des véhicules qui soit un prolongement du lieu de vie de ses occupants, leur donnant une continuité dans la télécommunication et du bien-être à bord. Enfin, le véhicule auto-mobile s'intégrera de plus en plus dans une chaine de mobilité intermodal, et nous travaillons à offrir cette inter-modalité la plus simple et conviviale possible. Et pour que l'automobile assure ce rôle de vecteur de progrès, il nous faut offrir tout cela pour des prix de plus en plus abordables, notamment pour que ce progrès soit accessible à tous, et donc évidemment aux habitants des pays émergents comme l'Inde ou la Chine. Et là encore, les ingénieurs devront mobiliser toute leur ingéniosité pour trouver les techniques de production les plus efficaces, les plus simples, les plus économiques.

L'être humain a toujours eu une grande soif de liberté, de liberté de mouvement. L'automobile a joué un rôle majeur dans le développement des sociétés industrialisées et accompagne celui des pays du BRIC de la même façon. Le grand défi qui est devant nous est que ce vecteur de liberté, que représente l'automobile, se renouvelle pour permettre cette liberté en préservant notre planète et en offrant un niveau de sécurité comparable aux transports publics les plus sûrs, et cela au plus grand nombre sur la planète, dans un système de mobilité intermodal. Les ingénieurs sont motivés par ce formidable défi, et RENAULT s'engage résolument pour être le pionnier de la mobilité durable pour tous."
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Affiche du document La formation des ingénieurs aujourd'hui : continuités, comparaisons mutations

La formation des ingénieurs aujourd'hui : continuités, comparaisons mutations

Claude MAURY

1h14min59

  • Généralités
  • Génie et activités connexes
Une conférence du cycle : Qu'est-ce qu'un ingénieur aujourd'hui ? L'ingénieur, le génie, la machine de janvier 2010.
La formation des ingénieurs aujourd'hui : continuités, comparaisons mutations.
par Claude Maury, délégué général du Comité d'études sur les formations d'ingénieurs

Il est difficile d'évoquer en France la formation des ingénieurs sans avoir à répondre à des interrogations multiples sur le particularisme de notre dispositif, et à devoir tirer au clair un certain nombre de présupposés. La spécificité des solutions françaises, peu discutable sur certains aspects, est avant tout le fruit de notre histoire, même si le développement des formations d'ingénieurs dans les grands pays développés s'est fait de manière assez parallèle, pour l'essentiel après 1860.
Les premières formations créées à cette époque, ont résulté pour l'essentiel d'une demande du monde économique, et ont généralement pris place à la périphérie du système universitaire traditionnel.
C'est en fait en Allemagne, que s'est imposé en fin du 19ème siècle, un modèle d'école technique supérieure, reconnu ultérieurement (non sans peine) comme université technique. Celui-ci a servi d'inspiration majeure pour de nombreux pays européens et pour l'Amérique du Nord (mais non en France, marquée par la défaite de 1870). Depuis la seconde guère mondiale, on se réfère il est vrai plus couramment au modèle de l'université de recherche nord-américaine, richement dotée en fonds propres, et très fortement irriguée en contrats de recherche, dont l'un des traits distinctifs marquants est sans doute la proximité forte entre toutes les disciplines scientifiques et l'engineering.
En ce début de 21ème siècle les formations d'ingénieur sont confrontées à des évolutions extrêmement rapides de leur environnement technologique et industriel, du fait en particulier du déplacement vers l'Asie d'une majorité des industries manufacturières, de l'émergence d'une nouvelle économie de la connaissance et des perspectives ouvertes par de nouvelles associations de technologies en mutation rapide, comme celles de l'électronique et des sciences de la vie. Elles ont aussi à tenir compte d'attentes et d'exigences sociétales nouvelles et de la réalité d'un monde fini, déstabilisé à la limite par la consommation sans frein des ressources naturelles.
Dans ce contexte peu prévisible, de grande variabilité, où le succès dépend largement d'une capacité à faire, à bien faire et plus encore à innover, les formations d'ingénieur ont, à trouver un nouvel équilibre entre une vision créative de "supply push" (logique d'offre anticipatrice), par rapport à une tradition de "demand pull" d'ajustement à la demande.
Trois lignes d'inspiration peuvent être proposées, qui constituent l'enveloppe potentielle d'une politique volontariste dans ce domaine :
- Assurer, par des options institutionnelles adaptées une véritable réactivité stratégique, sans nécessairement passer par une grande taille (même si celle-ci peut devenir un atout décisif, voire incontournable), en s'assurant par contre de la perméabilité effective des interfaces, en particulier entre la technologie et la science, et la création de communautés mêlant hommes de savoir et hommes de réalisation, et d'un management adapté à cette nouvelle donne,- Prendre en compte les exigences imposées à l'ingénieur de maîtriser une complexité accrue, que ce soit une complexité concrète renvoyant au sens pratique, une complexité de modélisation, dont on sait trop qu'elle ne se suffit pas à elle-même, ou une complexité sociale impliquant une acceptation du débat contradictoire jusqu'à une amorce de sens politique,
- Veiller à ne pas favoriser à l'excès une vision "fonctionnaliste" des formations, on pourrait même ajouter "gestionnaire", en pensant à l'avalanche de normes et de cadres de références supposés dire le vrai, pour redonner tout son sens et toute sa richesse au rapport entre le cadre de formation et un élève en formation, en attente de motivations et de valeurs, voire de modèles et d'encouragement à développer son potentiel.
Si l'importance accordée par un pays à ses formations d'ingénieurs est souvent présentée comme une réponse réaliste à ses besoins, on peut la voir tout autant dans sa dimension symbolique, comme expression d'une foi dans nos capacités à dégager et mettre en oeuvre des solutions originales et efficaces à tous types de problèmes.
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Affiche du document 20 000 liens sous les mers : pipeline, acheminement du pétrole, sécurité des installations

20 000 liens sous les mers : pipeline, acheminement du pétrole, sécurité des installations

Alain Marion

1h04min24

  • Génie et activités connexes
  • Génie chimique et techniques connexes, chimie industrielle
Avec l'essor des développements pétroliers offshore en grande profondeur, les conduites sous-marines ont pris une importance technologique considérable. Ces conduites servent non seulement à transporter les hydrocarbures produits des têtes de puits sous-marines vers les plates-formes de production, mais également à véhiculer les fluides d'injection, eau ou gaz, en direction du réservoir. Des ombilicaux, assemblés hélicoïdaux de composants électro-hydrauliques, sont utilisés pour le contrôle et l'opération des équipements sous-marins - têtes de puits, collecteurs, vannes, pompes sous-marines, ... Les principales méthodes d'installation de ces conduites sous-marines seront brièvement décrites, pose en S, en J, en déroulé ou pose par remorquage. Leurs domaines d'application privilégiés seront également mentionnés. Parmi les technologies de conduites sous-marines, on retiendra les conduites rigides traditionnelles, en simple ou double enveloppe, ou bien assemblées en faisceau, ainsi que les conduites flexibles. Ces dernières, création originale de l'institut Français du Pétrole, sont un assemblage de couches indépendantes constituées de gaines thermoplastiques extrudées et de nappes de fils d'acier enroulés en hélice. Comme pour les conduites rigides classiques, le dimensionnement de ces conduites flexibles repose sur les conditions opératoires requises, en particulier relatives aux fluides transportés - pression, température, composition chimique. Les difficultés spécifiques introduites par l'utilisation de ces produits en mer ultra profonde seront ensuite évoquées, en insistant particulièrement sur les aspects mécaniques liés à la pression hydrostatique ainsi que les aspects thermodynamiques liés à la gestion de la veine fluide sans oublier les contraintes associées à la méthode de pose. Le cas particulier des liaisons fond-surface permettant de relier la canalisation sous-marine au support de production flottant sera étudié. L'influence de la nature du support de production sur le choix des configurations, le comportement dynamique des conduites dans la tranche d'eau sous les sollicitations environnementales, la fatigue des installations et des équipements associés seront évoqués. De nouvelles technologies liées à l'utilisation de fibres optiques permettent désormais d'apporter aux opérateurs pétroliers la faculté de surveiller leurs installations en temps réel. Cependant, les schémas de développement ou concepts d'architecture sous-marine varient selon les zones géographiques et l'expérience spécifique des opérateurs pétroliers, ce qui explique la grande diversité des solutions technologiques utilisées. Enfin, nous conclurons ce bref panorama par une présentation rapide de systèmes de conduites sous-marines installés dernièrement dans les principales zones du globe. La mise en production de champs dans des profondeurs entre 1 500m et 2 000m de profondeur d'eau fait désormais partie de notre quotidien et nous développons déjà les solutions qui nous permettront d'atteindre la tranche 2 500 à 3 000 m, dans laquelle les opérations de forage ont déjà lieu.
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Affiche du document Du pétrole et du gaz aux plastiques

Du pétrole et du gaz aux plastiques

Joëlle CASTEL

1h12min34

  • Génie et activités connexes
  • Génie chimique et techniques connexes, chimie industrielle
Gaz naturel et pétrole et tous les hydrocarbures en général - sont des matières premières familières, que nous associons d'emblée à la production d'énergie : centrales électriques, carburants automobiles, ainsi que chauffage domestique au gaz et au fioul. Mais en parallèle de cet emploi en tant que combustibles, ces ressources naturelles sont les matières premières de base de la pétrochimie, qui fournit d'innombrables matériaux synthétiques aujourd'hui indispensables à notre monde moderne. Du caoutchouc aux divers plastiques, en passant par les fibres synthétiques, les solvants et colorants, les engrais et même les médicaments, les hydrocarbures sont omniprésents dans notre quotidien. Si les principes de base de la pétrochimie sont connus depuis le 19ème siècle, c'est surtout après la deuxième guerre mondiale qu'elle a connu un développement important. Mais ce n'est pas pour autant une industrie vieillissante, car le renchérissement du coût des matières premières a conduit à une recherche de la performance technique tant au niveau efficacité qu'au niveau coût. Cette industrie a également su s'adapter aux contraintes environnementales de plus en plus sévères en vigueur aujourd'hui. Requérant d'énormes investissements en capital, elle fait appel à des technologies complexes pour la fabrication de produits de haute pureté. Sans avoir pour ambition de décrire de façon exhaustive toutes les technologies de transformation du gaz naturel et du pétrole, cette présentation passe en revue quelques unes des grandes filières de transformation de ces matières premières aboutissant à des produits de synthèse bien connus tels que les engrais, le polystyrène ou le polyéthylène.
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