Faire plus, avec moins : comment la simulation favorise la durabilité
Chez Schréder, la durabilité n’est pas une tendance, c’est une tradition. Nous avons toujours développé des solutions pensées pour résister au temps tout en veillant à une utilisation rationnelle des ressources, et ce, depuis bien avant que la durabilité ne devienne un sujet brûlant : une bonne conception d’éclairage public n’a jamais gaspillé les ressources. Dans notre processus de conception, nous réfléchissons à chaque étape de l’économie circulaire, offrant à nos clients un véritable booster pour leurs objectifs environnementaux. Pour plus de détails sur notre stratégie ESG, téléchargez notre rapport de durabilité 2023. Et pour en savoir plus sur les matières premières que nous utilisons pour fabriquer nos luminaires, lisez l’article de blog de ma collègue Marie-Laure Piedboeuf ici.
Je vais vous expliquer comment la durabilité est intégrée dans notre processus de conception et de test. Avant de devenir ingénieur architecte mécanique chez Schréder, je travaillais dans l’industrie aérospatiale. Nous utilisions des jumeaux numériques – une technologie adjacente à l’IA qui développe un modèle virtuel du produit – pour simuler la résistance au stress thermique, mécanique et environnemental des nouveaux designs. Ces simulations sont aussi très utiles dans le secteur de l’éclairage ; elles peuvent promouvoir à la fois la durabilité et la longévité.
Des modèles virtuels, des résultats concrets et durables
Lorsque nous développons un nouveau luminaire pour tout type d’éclairage extérieur – routier, urbain, sportif ou de tunnel –, nous créons une réplique numérique du luminaire et de l’environnement dans lequel il sera déployé. L’idée derrière cette simulation est de disposer d’une version numérique du processus de test physique. Au lieu de créer un prototype et de l’exposer à des essais physiques dans un environnement contrôlé, nous réalisons une version en 3D pour simuler avec précision son comportement, ouvrant la voie à une conception plus fine, plus durable et plus performante.
Le plus important est de s’assurer que le luminaire fonctionnera en toute sécurité. Réussira-t-il les tests mécaniques et thermiques ? Mais dans le même temps, cette méthode présente de nombreux avantages en termes de durabilité. Premièrement, nous utilisons moins de ressources dans la phase de développement. La production de plusieurs modèles physiques demande du temps, un investissement financier et beaucoup de matériaux. Un jumeau numérique permet de réduire tous ces facteurs.
Deuxièmement, une fois que nous avons établi que le luminaire répond aux objectifs de sécurité et d’efficacité, nous pouvons l’optimiser sur le plan de la durabilité. Moins nous utilisons de plastique et de métal, plus faible sera l’impact environnemental à chaque étape, de l’extraction des matières premières à la réutilisation ou au recyclage. Les luminaires étant fabriqués à l’échelle, chaque gramme compte. Une économie de quelques grammes de matériaux durant la phase de conception présente d’énormes avantages en termes de coût et de durabilité pendant le processus de fabrication.
Mon équipe et moi recevons les plans pour les composants qui sont basés sur des règles empiriques. Sur cette base, nous pouvons réaliser autant d’essais que nous voulons ; nous ajustons l’épaisseur des composants, testons différents matériaux, et déterminons le meilleur choix du point de vue de la durabilité. Le composant passe par environ dix itérations, et c’est un processus collaboratif : nous formulons des commentaires, renvoyons le composant au designer qui, ensuite l’adapte, puis nous le retestons. Après ces itérations, le design est prêt pour la fabrication. Les premiers échantillons physiques sont testés dès qu’ils sont disponibles.
Des produits classiques, de nouvelles efficacités
Nous utilisons des jumeaux numériques depuis quatre ans maintenant. La technologie existe depuis un peu plus longtemps que cela, mais c’est à ce moment-là que nous y avons eu accès. Auparavant, l’épaisseur et les dimensions étaient basées sur des intuitions et des expertises d’ingénieurs, si bien que les choses avaient tendance à être un peu trop sophistiquées. En plus de concevoir de nouveaux produits, nous repensons et mettons à jour les produits existants. Dans certains cas, les gains d’efficacité sont assez faciles, étant donné que vous commencez avec quelque chose qui était vraiment surdimensionné.
L’exemple le plus frappant est donné par le luminaire AXIA 3 EVO. Nous sommes parvenus à réduire le poids de ce luminaire de moitié par rapport à la version non optimisée. Cela représente une importante économie en termes de matériaux utilisés, conformément aux objectifs de développement durable des Nations Unies, mais aussi une réduction des coûts que nous pouvons répercuter sur le client – en plus des économies d’énergie et de coûts qu’il réalisera en modernisant son éclairage.
Des économies moins spectaculaires, mais non moins importantes, sont réalisées dans toute notre gamme. Nous examinons les composants, et pas seulement les luminaires complets, et améliorons la durabilité des designs à ce niveau également. Les clients optent de plus en plus pour des solutions de rétrofit : ils conservent leurs luminaires existants mais modernisent l’unité optique LED pour qu’elle soit plus durable. Nous avons fait en sorte que ces unités utilisent des matériaux plus légers et en moindre quantité, ce qui les rend plus durables.
Des économies de carbone, en toute conformité
Nous devons respecter de nombreuses réglementations, allant de la photométrie à l’indice de température. Le nouveau règlement de l’UE sur la conception, le règlement sur l’écoconception pour des produits durables (REPD), s’appliquera à juste titre aux fabricants qui vendent des produits en Europe. Les régulateurs vérifieront souvent le modèle physique que nous avons créé à des fins de test. Mais nous voulons réussir du premier coup – les procédures de conformité sont souvent coûteuses et laborieuses. Donc, le fait de régler tous les problèmes avec le modèle virtuel, plutôt qu’avec un prototype physique, représente un gain de temps et d’argent.
L’éclairage public n’est peut-être pas aussi cool que l’aéronautique, mais chaque fabricant doit travailler aux enjeux de durabilité. Les techniques de modélisation virtuelle que nous avons développées ont permis de réduire sensiblement les matériaux utilisés dans toute la gamme de Schréder. Nous contribuons ainsi à un meilleur futur pour nous tous.
À propos de l’auteur
Animé d’une grande curiosité pour le fonctionnement des choses, Morgan a suivi des études de technologie automobile, sciences industrielles et génie mécanique avant de commencer sa carrière dans l’industrie aéronautique, où il a passé sept années à se spécialiser dans l’analyse structurelle et la conception mécanique.
En 2019, il a rejoint Schréder en tant qu’ingénieur architecte mécanique, tirant parti de son expertise dans la simulation et l’optimisation de la conception pour améliorer l’efficacité et les coûts. Il dirige une équipe d’experts qui offre un soutien aux équipes de développement produits sous la forme de simulations mécaniques et thermiques et qui veille ainsi à ce que les luminaires de Schréder répondent aux exigences de performance, de longévité et de durabilité, y compris à la notation 4 étoiles pour le label Circle Light.
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