Les matériaux critiques comme les terres rares, le lithium, le cuivre et le cobalt, connus sous leur dénomination « CRM » (Critical Raw Materials), constituent un enjeu géopolitique et industriel majeur, notamment pour leur utilisation dans les aimants (moteurs et électrification des véhicules), les circuits électroniques, ou encore les systèmes de stockage d’énergie (batteries). Dans un contexte de tension croissante autour de ces ressources, la criticité de ces matières premières exige une adaptation à la raréfaction de leur approvisionnement par le développement du recyclage et des solutions de substitution.

Le contrôle en ligne par vision permet d’automatiser et d’optimiser le contrôle qualité des pièces et des processus de fabrication. Grâce à des systèmes de caméras et d’intelligence artificielle, il détecte les défauts et vérifie les dimensions en temps réel, ce qui permet une réduction significative des rebuts et une amélioration de l'efficacité de la production.

Avec la montée de l’Industrie 4.0, de plus en plus de systèmes industriels sont connectés à des réseaux numériques, exposant ces infrastructures critiques aux risques de cyberattaques. La cybersécurité des composants et équipements connectés vise à protéger ces systèmes contre des menaces comme les piratages, les ransomwares ou les manipulations malveillantes, qui peuvent causer des interruptions de production ou des pertes financières importantes. La cybersécurité passe aussi par la sécurité des données hébergées dans le cloud. Assurer la sécurité de ces systèmes est désormais une priorité pour préserver la continuité des opérations et se conformer aux réglementations de plus en plus strictes.

Simulation et test virtuel des performances d’un produit, d’une fonction ou d’un système, pouvant permettre sa conception, sa qualification ou son homologation virtuelle. Grâce à l’apport du numérique à l‘ingénierie d’essais, la préparation des essais est facilitée par la modélisation et la simulation, et les essais physiques peuvent être réduits par le recours à des essais virtuels.

Les aciers à haute (AHSS) ou ultra haute (UHSS) résistance mécanique offrent une résistance ultime à la traction supérieure aux aciers classiques, et permettent d’améliorer les performances mécaniques et/ou d’alléger les structures, tout en préservant leur facilité de mise en œuvre.

Les per- et polyfluoroalkylées, appelés aussi PFAS, représentent une vaste famille de plusieurs milliers de composés chimiques fluorés qui sont amenés à être interdits. En mécanique, ils sont utilisés en tant que fluoropolymères dans les fonctions d’étanchéité, dans les pièces en frottement, dans les rubans adhésifs, les revêtements pour applications fluidiques et les lubrifiants. Ils peuvent aussi se retrouver comme additifs notamment dans les mousses anti-feu et les bains de traitement de surface. Les alternatives aux PFAS seront spécifiques à chaque application, ce qui nécessite des développements par application.

Technologie utilisant des matériaux flexibles et déformables, comme des élastomères, pour créer des robots ou accessoires robotisés capables de mouvements souples et adaptatifs. Contrairement aux robots traditionnels à structure rigide, les robots mous (ou organiques) peuvent interagir en toute sécurité avec des environnements complexes et des objets délicats, grâce à leur capacité à se plier, se tordre, et s'adapter aux formes. Inspirée par la nature, cette technologie ouvre de nouvelles possibilités dans l'automatisation industrielle, la maintenance, et les applications collaboratives avec les humains.

L’Analyse du Cycle de Vie (ACV) d’un produit ou d’un procédé est une méthodologie multi-étape et multicritère qui permet de déterminer ses impacts environnementaux. C’est une analyse complexe, dont des versions simplifiées sont de plus en plus demandées. L’ACV simplifiée peut utiliser des données secondaires (issues de bases de données génériques, contrairement aux données primaires qui sont mesurées directement), ou se concentrer sur certains indicateurs, pour estimer les impacts environnementaux les plus significatifs (bilan carbone, empreinte hydrique, etc.). Adaptée aux PME industrielles, elle aide à identifier les inefficacités, à optimiser l'utilisation des ressources et à répondre aux exigences croissantes en matière de durabilité et de réglementation.

Les matériaux et fluides biosourcés sont des composés issus de la matière organique renouvelable (biomasse), d'origine végétale ou animale. Ils représentent une alternative durable aux produits dérivés du pétrole, avec des applications variées dans l'industrie mécanique, notamment pour la fabrication de pièces et l'utilisation de lubrifiants. Sous réserve de disposer de données de caractérisation et de mise en oeuvre, ces solutions permettent de réduire l'empreinte carbone, de respecter les normes environnementales et d'améliorer la sécurité sur les lieux de travail en minimisant les risques toxiques et la pollution.

Parmi les technologies de communication sans fil (Wifi, LiFi, Lora, Sigfox, 4G …), la 5G privée se développe actuellement dans l’industrie, dans un contexte de multiplication des connexions des composants et équipements industriels (automatisation, robotisation, géolocalisation et systèmes de production connectés). Elle apporte notamment rapidité de communication et sécurité des échanges.

Les machines-outils (transformation de la matière, assemblage, …) instrumentées et connectées permettent un pilotage et une analyse en temps réel des processus de fabrication. Cela contribue à l’agilité des systèmes de production, améliore la productivité et la fiabilité des fabrications, et facilite la maintenance préventive des machines.

L'impression 4D permet de créer des structures dynamiques et auto-assemblées en utilisant des matériaux intelligents innovants, capables de changer de propriétés au cours du temps sous l’effet de stimuli. Elle s'appuie sur l'impression 3D traditionnelle et utilise des matériaux, tels que les alliages à mémoire de forme ou certains polymères, qui réagissent à des stimuli externes tels que la chaleur, l'humidité, la lumière ou des champs magnétiques ou autres paramètres biologiques (pH, concentration en ions).

La trempe au laser est une technique de traitement thermique de surface utilisant un faisceau laser de haute puissance pour chauffer rapidement et localement la surface d'un métal. Ce chauffage est suivi d'un refroidissement rapide, principalement par conduction thermique dans la masse de la pièce, bien que des mécanismes secondaires comme la convection et le rayonnement participent également au transfert de chaleur.

La texturation de surfaces vise à modifier la topographie d'une surface, c'est-à-dire à créer des motifs, des reliefs ou des structures à différentes échelles pour lui conférer de nouvelles fonctions afin d’améliorer ses performances : adhérence, frottement, mouillabilité, croissance cellulaire, conductivité, auto-nettoyage, etc. La texturation peut être réalisée par laser à onde ultracourte (pico, nano, femtoseconde).

Le procédé DED arc-W ou Wire Arc Additive Manufacturing (WAAM) est un procédé de fabrication additive qui utilise la technologie du soudage à l'arc pour créer des composants métalliques tridimensionnels, couche par couche. Le procédé est adapté à la production de composants de taille moyenne à grande, ainsi que pour la réparation de pièces.

Les nanoparticules sont considérées depuis de nombreuses années comme de sérieux candidats au remplacement des additifs de lubrification actuels. Leur intégration dans des lubrifiants a essentiellement comme objectif de réduire les pertes énergétiques liées au frottement, mais peut aussi impacter d’autres fonctionnalités comme la stabilité thermique, l’oxydation, ou la tenue aux fortes pressions.

Les matériaux à gradient de propriétés, également appelés matériaux à gradient fonctionnel ou matériaux à gradient de fonctions (MGF), sont des matériaux (métalliques, organiques, minéraux, plastiques ou composites) dont les propriétés varient de manière progressive sur une certaine distance ou à travers leur volume. Ils sont généralement élaborés par fonderie, revêtement de surface ou fabrication additive.

Les céramiques techniques sont des matériaux dont les propriétés de résistance mécanique (même à des températures élevées) ou en tribologie en font des solutions pour des applications mécaniciennes. Les différents types de céramiques sont les silicates, l’alumine (oxyde d'aluminium), l’oxyde de zirconium, le carbure de silicium, le nitrure de silicium, ainsi que les matériaux céramiques composites.

L'IA, associée à l'instrumentation, transforme le monitoring et l'optimisation des processus industriels. Cela permet une surveillance en temps réel des équipements et des procédés. L'analyse prédictive utilise ces données pour anticiper les problèmes et optimiser les performances.

Technologies permettant de numériser et d’automatiser l’inspection et l’évaluation des pièces industrielles. Elle repose sur l’utilisation de capteurs avancés (ultrasons multiéléments, radiographie numérique, thermographie infrarouge, etc) combinés à des systèmes d’intelligence artificielle (IA) pour collecter les données, détecter les défauts et prendre des décisions en temps réel sur l’acceptabilité ou le rejet des pièces. Cette automatisation améliore la précision, réduit les erreurs humaines et accélère les processus de production, tout en augmentant la sécurité et l'efficacité des contrôles.

L'IA générative (IAg ou GenAI) est une technologie basée sur des algorithmes, capable de créer de nouvelles données, telles que du texte, des images, des vidéos, ou encore des conceptions techniques (design de pièces, programmation de machines …). Elle concerne toutes les fonctions de l’entreprise (technique, veille, relation clients, RH, communication, juridique, …) et peut constituer une aide précieuse pour gagner en temps et en efficacité lorsqu’elle est utilisée comme il faut (prompt engineering).

La programmation avancée des robots (APR) utilise des techniques comme l'intelligence artificielle, la programmation hors ligne (PHL), le mimétisme, les technologies immersives et la vision par ordinateur pour optimiser l'autonomie et la flexibilité des robots industriels. Grâce à des interfaces en langage naturel et des plateformes low-code/no-code, même les opérateurs non techniques peuvent concevoir et ajuster les comportements des robots. En intégrant des algorithmes d'apprentissage, l'APR contribue à une automatisation plus efficace.

Technologie combinant intelligence artificielle, simulation numérique et analyse des données pour optimiser les processus métallurgiques. Elle permet de concevoir et de tester virtuellement des alliages et des matériaux métalliques (structures, phases, compositions chimiques, traitements) en fonction de propriétés d’usage voulues, réduisant ainsi le besoin de tests physiques longs et coûteux. La métallurgie numérique améliore la performance des matériaux, permet de prédire les propriétés mécaniques d'une pièce mécanique, accélère le développement de nouvelles solutions et contribue à une production plus efficiente et durable dans l’industrie mécanique.

Modèle mathématique qui fusionne les données issues de plusieurs capteurs, pour estimer une nouvelle grandeur qui ne peut être mesurée directement par un capteur physique.

Le jumeau numérique (digital twin) est un ensemble organisé de modèles numériques, dynamique et connecté, qui évolue grâce aux informations captées sur le jumeau physique (composant, produit, machine, usine …), à une fréquence et une précision adaptées aux problématiques et aux usages. Il permet de diagnostiquer et d’analyser le système en permanence et dans les conditions réelles d’exploitation, et ainsi d’optimiser son fonctionnement et sa maintenance.

La traçabilité numérique permet de suivre et authentifier, notamment en temps réel, chaque étape du cycle de vie d'un produit, depuis sa conception jusqu'à son utilisation. En utilisant des capteurs, des systèmes ERP et parfois des plateformes blockchain, elle assure une transparence totale sur la provenance des matériaux, la production, la logistique et la maintenance des produits. Essentielle pour garantir la qualité et respecter les normes, elle optimise les chaînes d'approvisionnement, limite la contrefaçon et s'inscrit dans l'industrie 4.0 en améliorant l'efficacité et la gestion des données.

Couplage de données numériques issues de logiciels hétérogènes et concernant différents métiers de l'entreprise, le chainage numérique contribue à la continuité numérique ou digitale, qui permet de disposer de l’ensemble des informations numériques sur un produit ou un système tout au long de son cycle de vie (conception-fabrication-exploitation-recyclage).

Le traitement des effluents industriels désigne l'ensemble des procédés mis en place pour purifier les eaux usées issues des processus de production, en particulier celles qui contiennent des huiles, des métaux dissous et autres contaminants générés dans les ateliers. L'objectif est de réduire l'impact environnemental tout en respectant les réglementations en vigueur, et en réduisant l’empreinte hydrique. Les technologies couramment utilisées incluent la filtration, le déshuilage, le traitement physico-chimique et les méthodes biologiques. L'innovation dans ce domaine vise à améliorer l'efficacité, à capter de nouveaux polluants, à réduire la consommation d'énergie, et à permettre la réutilisation des eaux traitées.

La low-tech (avec ses variantes « right-tech » ou « just-tech ») est une brique de l’économie circulaire qui se caractérise par le développement de solutions innovantes accessibles, utiles à la société et conçues pour minimiser l'impact environnemental tout en maximisant la durabilité. Contrairement aux technologies high-tech, qui reposent sur des matériaux avancés et une innovation complexe, les solutions low-tech privilégient la réparabilité, l'efficacité et la sobriété énergétiques, et l'utilisation de ressources locales.

Les matières premières secondaires (MPS) désignent les matériaux (métaux, caoutchoucs, polymères, composites, terres rares, …) récupérés à partir de produits usagés ou de déchets industriels, et réintroduits dans les processus de production après recyclage. Elles peuvent être utilisées en substitution partielle ou totale de matières premières vierges, contribuant ainsi à réduire les coûts de production, l'empreinte carbone et la dépendance aux ressources naturelles. Pour les mécaniciens, cela offre de surcroit l’opportunité de valoriser les matières et déchets récupérés en sortie de process.

Les aciers verts offrent une alternative possible aux aciers traditionnels pour la transition écologique et la réduction de l'empreinte carbone de l'industrie. Les mécaniciens devront tenir compte de cette évolution de l’offre de matériaux métalliques, avec de nouveaux paramètres pour les caractériser et les mettre en oeuvre.

La décarbonation des procédés mécaniciens désigne l’ensemble des actions et technologies visant à réduire ou éliminer les émissions de dioxyde de carbone (CO2) dans les processus de production mécanique. Cela inclut l’optimisation de la consommation énergétique, l’usage de sources d’énergie renouvelables, l’électrification des procédés et des équipements, la réduction des intrants, la récupération et les réutilisations du CO2. Cela répond aux exigences croissantes en matière de conformité réglementaire et d'exigences clients, tout en offrant aux entreprises une opportunité de réduire leurs coûts opérationnels à long terme.

Essentielles pour l’électrification de la mobilité, les deux technologies offrent des promesses distinctes. Les batteries à électrolyte solide visent la performance ultime, tandis que les batteries sodium-ion misent sur l'accessibilité et la durabilité. Deux enjeux en découlent pour les mécaniciens : réussir l'intégration des batteries dans les engins mobiles, et adapter les composants et les systèmes aux caractéristiques de fonctionnement des moteurs électriques

La chaleur fatale est générée lors du fonctionnement d’un procédé. Elle est d’autant plus importante pour des procédés haute température (forge, fonderie, traitement thermique). Sa récupération permet une ré-utilisation pour le chauffage, la production d'électricité, le refroidissement, et d'autres applications industrielles comme la production d’hydrogène par électrolyse haute température.