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15/08/2018 – Livrable – version définitive MASTER’S THESIS | Understanding the

15/08/2018 – Livrable – version définitive MASTER’S THESIS | Understanding the operational profile of special vehicles ~ Comprendre le profil d’emploi des véhicules spéciaux Grégoire BLANC Arts & Métiers ParisTech – Promotion 2015-2018 | Christophe GARINEAUD – tuteur pédagogique : christophe.garineaud@ensam.eu Scania France – Direction des Affaires Publiques et Spéciales (SPAD) | Vincent DURNERIN – tuteur industriel : vincent.durnerin@scania.com Page 2 | 40 Table des matières Remerciements ...................................................................................................................... 3 1. Contextualisation ............................................................................................................ 4 1.1. Présentation de Scania ........................................................................................... 4 1.2. Le système modulaire ............................................................................................. 5 1.3. La place des véhicules spéciaux chez Scania ........................................................ 6 1.3.1. Un contexte organisationnel complexe ................................................................ 6 1.3.2. Les affaires militaires – contexte politique et positionnement de Scania ............. 7 2. Le projet .......................................................................................................................... 9 2.1. Problématique......................................................................................................... 9 2.2. Définition du périmètre du projet ........................................................................... 10 3. Les objectifs .................................................................................................................. 13 3.1. Mobilité ................................................................................................................. 14 3.2. Confort .................................................................................................................. 17 3.3. Fiabilité ................................................................................................................. 17 3.3.1. Généralités sur le profil de piste ........................................................................ 18 3.3.2. Algorithme de rainflow....................................................................................... 23 3.3.3. Méthode contrainte résistance .......................................................................... 24 4. Phase de mesure .......................................................................................................... 27 4.1. Facteurs internes .................................................................................................. 27 4.2. Facteurs externes ................................................................................................. 27 5. Réalisation d’un prototype ............................................................................................. 29 5.1. Présentation du dispositif simplifié ........................................................................ 29 5.2. Matériel utilisé ....................................................................................................... 30 5.3. Disposition des équipements ................................................................................ 32 5.4. Traitement des données brutes ............................................................................ 33 5.5. Présentation des résultats .................................................................................... 34 Conclusion ........................................................................................................................... 34 Bibliographie ........................................................................................................................ 35 Table des illustrations........................................................................................................... 36 ANNEXES ............................................................................................................................ 38 Page 3 | 40 Remerciements Je remercie en premier lieu mon équipe tutorale : Vincent Durnerin (tuteur industriel), Christophe Garineaud (tuteur pédagogique) et Jacques Tanguy (tuteur ITII). Merci à Messieurs Christoffer Pålsson – ingénieur expert et Mikael Torphammar – manager du groupe RSD (Defense truck development) pour leur appui en Suède, et leur feedback régulier. Merci à Fabien Thomas et Aude Boudelier pour leur regard critique sur ma soutenance à mi- parcours. Merci à Monsieur Sébastien Personnic (ID4CAR), et Monsieur Yann Goyat (Logiroad) que j’ai pris l’initiative de consulter pour placer le projet comme brique élémentaire d’une démarche plus globale à l’échelle de Scania France. Merci à Markus Agebro, Emil Hällman, Sandra Thorén, Peter Holen, Malin Nilsson, Ted Lundberg, Staffan Thander, Eetu Anttalainen, Levi Mårten, et Anders Bäckström pour leur aide ponctuelle et leur promptitude à répondre à mes questions. Page 4 | 40 1. Contextualisation 1.1. Présentation de Scania Célèbre entreprise automobile suédoise, Scania est l’un des principaux fournisseurs mondiaux de véhicules industriels. Le groupe produit sur ses différents sites de production en Europe et au Brésil près de 80 000 camions par an, ainsi que 8 000 véhicules de transports de personnes (cars & bus). Le siège social est basé à Södertälje, grande ville industrielle située au sud de Stockholm, en Suède. L’ensemble des activités de recherche et développement y sont installées, la chaîne d’assemblage principale également : celle sur laquelle toute les démarches de test et de pré-industrialisation sont menées. FIGURE 1 : SCANIA DANS LE MONDE L’entreprise compte dans le monde environ 38 500 employés. Parmi ceux-ci, 16 700 travaillent dans la vente et les services, 17 600 dans la production et dans les centres de livraison, approximativement 3 500 en recherche et développement et près de 700 aux services financiers. Scania fait aujourd’hui partie du groupe allemand Volkswagen, et se retrouve donc dans une situation inédite de « coopétition » avec son concurrent MAN – également propriété du groupe Volkswagen. Le rapprochement des deux entreprises fait encore débat, la mutualisation des compétences s’installe doucement. Scania compte plusieurs domaines d’activité stratégique. En plus des poids lourds et de l’activité cars & bus qui connait une forte croissance, l’entreprise est également reconnue pour son savoir-faire en matière de motorisation et propose une large gamme de moteurs industriels et marins. Le développement de motorisations utilisant des carburants alternatifs tels le bioéthanol, biogaz, biodiesel prend de plus en plus d’importance, et confère à la marque un statut de pionnière dans le domaine. Son positionnement vis-à-vis de la concurrence pourrait se résumer en trois points : • prestige – Scania cultive l’image d’une marque « premium », un positionnement tarifaire élevé pour des produits haut-de-gamme ; Page 5 | 40 • écologie – Scania mise sur les carburants alternatifs. En tant que fabricant de moteurs, l’optimisation de la consommation de carburant est un objectif fondamental de R&D ; • modularité – La modularité de la gamme Scania est le fondement du système de production : un minimum de composants pour un maximum de déclinaisons possibles. 1.2. Le système modulaire Le système modulaire conditionne toute la démarche Scania. Chaque véhicule est unique, il suffit de visiter un site de production pour s’en convaincre. Et pourtant, tous ces véhicules sont précisément produits sur les mêmes chaînes, avec le même outil de production. Tout est rationnalisé pour permettre l’association intelligente des composants. Cet effort de rationalisation est un atout essentiel pour Scania, à tous points de vue : • au niveau de la recherche et développement, les perspectives d’uniformisation des éléments guident le développement de chaque composant du véhicule selon des standards internes très précis ; • lors de la production, la possibilité d’utiliser les mêmes pièces différemment selon les variantes simplifie le flux logistique et la définition des gammes de montage ; • en après-vente, il va de soi que la limitation du nombre de références joue considérablement sur les coûts et délais de livraison. Une brève présentation de ce que Scania appelle les användarfaktorer (facteurs opérationels) s’impose. Le lien avec le système modulaire est direct. Scania a créé un véritable langage technique qui permet de décrire de manière quasi-bijective la configuration d’un véhicule à partir des paliers de performance visés. Le jeu des dépendances est complexe mais efficace : par exemple, le choix d’un modèle de cabine P empêche le choix d’un moteur v8 et conditionne l’utilisation de certains types de suspensions, dont le choix sera directement établi par les conditions de chargement. Un véhicule peut donc certes être décrit par sa nomenclature, mais aussi par sa configuration technique de manière parfaitement équivalente. Illustration ci-dessous extraite d’une brochure explicative. Une quinzaine de facteurs déterminent le choix du rapport de transmission du pont arrière par exemple : kilométrage annuel, fréquence d’arrêts, conditions climatiques, etc. : FIGURE 2 : OPERATIONAL FACTORS Page 6 | 40 Les composants du système modulaire sont off the shelf, « sur étagère », et seront ainsi directement choisis en fonction des facteurs opérationnels. Il est important de bien comprendre cette philosophie de l’approche modulaire afin de mieux cerner les enjeux liés au cas particulier des véhicules dits « spéciaux », qui sortent plus ou moins des standards accessibles par le système en place. 1.3. La place des véhicules spéciaux chez Scania 1.3.1. Un contexte organisationnel complexe Si le système modulaire permet de répondre avec méthode à un nombre impressionnant de demandes client, certaines en dépassent le cadre et nécessitent le développement de solutions complémentaires. Chez Scania, des paliers organisationnels correspondent à cette dichotomie. Chaque demande qui ne peut passer par le A-Order (standard order : commande directe de produits disponibles sur étagère) doivent faire lobjet d’une étude par le S-Order (special order). Les échelons temporels de développement sont ainsi segmentés. Alors que les ingénieurs de la partie « A-Order » travaillent au développement de fond, à long-terme (~ 10 ans), et sur le cœur de gamme, la partie « S-Order » s’articule autour d’une interaction plus forte entre ingénierie et services commerciaux dans des délais plus courts (~ 1 à 3 ans). Les demandes sont étudiées, validées, arbitrées ou bien débouchent sur le développement de nouvelles solutions dans l’optique de les intégrer à la gamme standard en fonction de leur récurrence. La séparation nette des bureaux d’études A- et S-Order conduit régulièrement à des conflits organisationnels, conséquence inévitable d’un hyper-cloisonnement des pôles de compétences. Lorsqu’il s’agit de considérer des marchés de niche, des adaptations très particulières, le modèle a ses limites. Il est très différent de traiter la demande d’une couleur de peinture exotique et de gérer le développement d’un véhicule sur-mesure dépassant nombre de limites établies. Les projets qui nécessitent un travail en boucle courte mobilisant une large palette de compétences sont particulièrement difficiles à coordonner. Ces projets-ci ne sont de plus pas intégralement traités en interne. La collaboration avec des partenaires industriels extérieurs est même prépondérante. Carrosserie, blindage, études complémentaires, adaptations diverses en atelier… En conception automobile, les problématiques de dimensionnement s’articulent toujours sur une notion de compromis poids, mobilité, robustesse. A fortiori pour les véhicules militaires, la tentation du surdimensionnement est fréquente. Et pire encore, lorsque les projets sont articulés entre plusieurs acteurs, il peut être délicat de maîtriser toute la chaîne d’adaptation. Le meilleur exemple que je puisse donner est tout récent. Nous travaillons sur un projet de camions visant à transporter des ensembles PFM1 conçus par la société CNIM2. L’appel d’offre initié par la DGA mandate CNIM comme maître d’œuvre industriel. Scania n’est que sous- traitant dans ce projet. Une mauvaise entente entre les acteurs a conduit à un différend sur la question de la pesée du prototype. Les uploads/Industriel/ memoire-gregoire-blanc.pdf