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Elle est caractérisée rétrospectivement par 50 ans de machines et de variateurs à vitesse variable qui ont transformé l'industrie.
Le demi-siècle précédant 2023 a été marqué par une révolution technologique qui est parfois négligée, pourtant c'est une période où les principaux développeurs et fabricants de variateurs ont été à l'avant-garde de l'innovation industrielle et du changement.
Nous allons examiner comment les variateurs s'intègrent dans l'histoire de l'automatisation industrielle pour comprendre comment cette histoire a façonné notre façon de vivre.
L'efficacité de la mécanisation sur l'homme remonte à des siècles
Les premiers humains ont commencé à affûter les pierres pour créer des outils tranchants il y a plus de 2 millions d'années dans la Grande Vallée du Rift en Afrique de l'Est. Depuis lors, nous utilisons des outils et des dispositifs de plus en plus sophistiqués pour effectuer des tâches de manière plus efficace et productive que si nous devions les faire individuellement. L’histoire moderne de l’automatisation industrielle, ou la manière dont nous avons appris à utiliser des machines à la place de l’homme, commence avec la révolution industrielle en Grande-Bretagne au 18e siècle.
De nouvelles inventions comme la machine à filer (qui pouvait automatiquement faire tourner de nombreuses bobines de coton ou de fil de laine en même temps) et le métier à tisser (une machine pour tisser du tissu) ont considérablement augmenté la vitesse et l'efficacité de la production de textiles; et le développement de la machine à vapeur a permis de substituer une nouvelle source d’énergie au muscle de l’homme.
Les machines à vapeur allaient rapidement transformer l’industrie manufacturière et d’autres secteurs. Elles étaient capables de fonctionner en continu et de produire des marchandises beaucoup plus vite qu’un travailleur manuel. Cela a permis la production de masse de marchandises dans les usines, d’où une baisse des prix et une meilleure accessibilité pour les consommateurs.
L'automatisation de la fabrication a défini la tendance pour la société moderne
Les nouveaux procédés de fabrication automatisés se sont répandus en Europe et aux États-Unis tout au long du 19e siècle. La croissance économique a explosé et la population a augmenté. Tandis que les gens passaient du travail agricole au travail industriel, et se déplaçaient des campagnes vers les villes, les familles élargies se sont divisées, et de nouvelles idées et identités se sont imposées. Pour le meilleur ou pour le pire, la société moderne prenait forme.L'automatisation a fait un autre bond en avant avec l'adoption généralisée de la chaîne de montage dans la fabrication industrielle. L'idée de faire progresser un produit sur une chaîne de montage pour que chaque travailleur se spécialise dans une tâche spécifique et l'exécute sans cesse sur une autre unité n'était pas nouvelle, mais l'introduction de tapis transporteurs mécanisés à la fin du 19e siècle a augmenté les capacités de la chaîne de montage.
Les chaînes de montage ont permis la production de masse de marchandises
Henry Ford a commencé à fabriquer en 1913 un modèle de voiture à moteur, la T Ford, à l'usine Highland Park Ford dans le Michigan, aux États-Unis, sur une chaîne de montage. Les voitures sortaient de la chaîne de montage toutes les 3 minutes, chaque voiture n'ayant besoin que de 1,5 heure de main-d'œuvre pour la production, par rapport aux 12 heures de travail précédentes. La réduction des coûts a permis pour la première fois de mettre à la portée des travailleurs ordinaires des biens fabriqués complexes comme les voitures, même si les processus rigides de la chaîne de montage signifiaient que le choix du consommateur était limité - Ford avait déclaré que Tout le monde pouvait avoir sa voiture en n'importe quelle couleur - pourvu que ce soit en noir !La chaîne de montage a permis la production de masse de marchandises à un rythme beaucoup plus rapide que ne le permettaient les méthodes traditionnelles de fabrication. Elle a également conduit au développement d’outils et de machines spécialisés capables d'enchaîner des tâches spécifiques en séquence.
Les variateurs à vitesse variable ont valorisé les possibilités du moteur électrique
L'industrialisation des 18e et 19e siècles a été propulsée par la vapeur, mais c’est l'électricité plus efficace et plus contrôlable qui a permis les progrès du 20e siècle. Le scientifique britannique Michael Faraday a découvert le principe de la production d'électricité avec un champ magnétique en 1813, et l'inventeur serbe/américain Nikola Tesla a été l'un des principaux contributeurs du développement de moteurs électriques utilisables à la fin du 19e siècle.L'électricité présente de nombreux avantages en tant que source d'énergie : elle est propre, efficace, facilement transportable, puissante et peut être mise sous tension et hors tension en un instant, contrairement à un cheval ou à une machine à vapeur. Le développement de moteurs électriques a considérablement élargi les possibilités de l'automatisation industrielle, alimentant des machines plus efficaces et contrôlées que les machines à vapeur.
Cependant, le plein potentiel des moteurs électriques dans l'automatisation n’a pu être réalisé qu’avec l'invention du variateur à vitesse variable au cours des années 50. Les variateurs contrôlent la vitesse et le couple (la force de torsion disponible) des moteurs électriques, ce qui permet un contrôle précis des mouvements des machines et d’autres systèmes automatisés, essentiel pour les processus complexes et la manipulation de matériaux délicats.
Les variateurs ont fourni le lien manquant pour automatiser des processus plus sophistiqués grâce au contrôle précis de la vitesse et du couple des moteurs. Ils permettent également de réaliser d'importantes économies d'énergie en réglant la vitesse des moteurs afin de fournir la charge requise uniquement lorsque cela est nécessaire, améliorent la fiabilité du système et prolongent la durée de vie de l'équipement en réduisant l'usure des moteurs.
Les variateurs sont devenus moins chers, plus fiables et plus puissants
Les premiers variateurs étaient encombrants et peu fiables, mais ils ont commencé à changer avec l’introduction sur le marché d’une série de variateurs plus petits, moins chers, plus fiables, plus puissants et plus intelligents pour répondre à la demande croissante des consommateurs. Cette époque a été marquée par le développement et le lancement du premier variateur au monde complètement contrôlé par un micro-processeur. La puissance, la flexibilité et le contrôle des nouveaux variateurs ont transformé les capacités des moteurs électriques dans l'automatisation industrielle. L'utilisation de variateurs est maintenant répandue et presque toutes les tâches, aussi complexes soient-elles, peuvent maintenant être automatisées.Les variateurs modernes disposent d'une capacité de communication et de calcul avancée, permettant une intégration complète dans des systèmes de production autonomes complexes utilisant l'intelligence artificielle (IA). Des algorithmes d'IA sont utilisés pour analyser les données, faire des prévisions et décider des actions en temps réel, en permettant aux machines de fonctionner plus indépendamment et de s'adapter facilement à l'évolution des conditions. Cela permet d'optimiser les processus de production, d'améliorer le contrôle qualité et de réduire les coûts. L'IA joue un rôle de plus en plus important dans la production industrielle et a fait passer l'automatisation sur un autre plan. En effet, certains experts croient que dans l'avenir les machines dotées d’une intelligence artificielle pourraient échapper au contrôle de l’homme et prendre le pouvoir !
L'introduction de robots dans l’industrie manufacturière est un autre développement important qui a caractérisé les années 60. Les robots sont désormais en mesure d'effectuer des tâches avec un degré élevé de précision et de rapidité, et font partie de nombreux processus automatisés. Ils peuvent fonctionner en continu, ce qui augmente l'efficacité et la productivité, et sont particulièrement utiles dans des situations réputées dangereuses pour l’homme. Les propriétaires de robots aspirateurs ménagers savent que ces robots peuvent aussi leur être utiles pour accomplir des tâches répétitives et monotones !
L'automatisation a influencé tous les aspects de notre société
Quel sera l'avenir de l'automatisation industrielle ? L'expression « Internet des objets » (IoT, Internet of Things) décrit un réseau d'appareils intelligents dotés de capteurs et de capacités de traitement qui peuvent communiquer entre eux. L'intégration de l'IA et de l'IoT dans l'automatisation industrielle signifie que les systèmes de production peuvent détecter, analyser et prendre des décisions qui les concernent, avec des variateurs permettant la connexion cruciale entre le cerveau numérique et le muscle physique du moteur électrique.
En 250 ans, nous avons parcouru un très long chemin depuis la machine à filer, inventée au début de la révolution industrielle. La puissance et la portée de l'automatisation industrielle ont influencé tous les aspects de notre société et continueront à le faire. Les machines sont maintenant capables de faire presque tout ce que peut faire l’homme. Mais nous sommes les seuls en mesure de décider d’utiliser ce pouvoir pour nous faciliter la vie ou pour nous la compliquer, à nous et au reste de la planète.
