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Mon collègue, ce cobot

Par Marion Garreau , , , ,

Publié le

Enquête Les robots collaboratifs arrivent dans les usines pour partager les tâches des hommes. Des collègues d’un nouveau genre qui changent le travail et son organisation.

Mon collègue, ce cobot
La collaboration homme-machine n’est efficace que si l’opérateur a accepté le cobot.

Une opératrice aux allures de chef d’orchestre. Face à quatre cobots placés en demi-cercle, elle veille à l’exécution de leurs tâches répétitives tout en assurant celles à valeur ajoutée. Sur la ligne de production suivante, se succèdent un opérateur et deux cobots. L’usine Continental de Boussens (Haute-Garonne), qui produit des capteurs pour l’automobile, fait travailler de concert 240 salariés en production et 40 cobots. "En choisissant des cobots plutôt que le tout-automatique, nous avons un système flexible et économe en surface au sol, fait valoir Michel Bouguennec, le directeur de l’usine. Ils nous ont permis de gagner en productivité et en croissance."

De plus en plus d’industriels s’intéressent à la cobotique, contraction de robotique collaborative. Une évolution sémantique qui marque un tournant. "Dans la robotique classique, les robots sont lourds et rigides, spécialisés dans une seule tâche et sécurisés par une clôture, explique Alexis Girin, le responsable de l’équipe cobotique de l’institut de recherche technologique Jules Verne. Une fois intégré à son environnement, le robot n’est plus flexible. Or aujourd’hui l’usine a besoin de l’être pour répondre aux fluctuations et aux attentes des marchés. Parce qu’il est multi­tâche, le cobot a cette flexibilité."

Sa capacité à être multitâche tient à deux facteurs. D’une part le cobot n’est pas figé dans une installation et peut évoluer dans l’atelier. D’autre part son rôle peut être modifié par l’opérateur avec des interfaces qui rendent sa programmation plus facile. La cobotique permettant de robotiser de nouvelles tâches, elle promet d’étendre l’automatisation et de réduire la pénibilité du travail.

"Sur quinze tâches d’un assemblage, l’homme peut être indispensable pour trois, décrypte Alexis Girin. En confiant les tâches traumatisantes au cobot, l’homme se concentre sur les opérations à valeur ajoutée." Le groupe PSA a introduit en mars dans son usine de Sochaux un robot collaboratif qui visse le bas des ailes du véhicule, une opération imposant de travailler dans une fosse avec des postures très fatigantes.

Une perception à affiner

Le cas de PSA relève d’une première étape dans la collaboration homme-machine : opérateurs et cobots partagent le même espace de travail, mais effectuent des tâches séparées. La seconde étape est la co-activité, la coopération sur un assemblage – le cobot prend les pièces, les tend à l’opérateur puis reprend l’assemblage fait par l’homme – ou la co-manipulation, avec le salarié qui manipule un cobot portant une pièce lourde.

Une telle interaction est encore rare pour des questions de sécurité. Le cobot étant hors cage, il faut s’assurer qu’il ne blesse pas l’homme [lire ci-dessous]. "Nous le stoppons quand l’humain est trop près, souligne Alexis Girin. Cela passe soit par des capteurs externes qui dessinent une barrière immatérielle autour du cobot, soit par des capteurs intégrés au bras. Mais cette approche empêche toute interaction. Pour la permettre, nous devons adapter le comportement du robot à la présence de l’homme. Cela signifierait qu’il ne s’arrête pas quand une main passe sous lui, mais qu’il la détecte et l’identifie pour ne pas la blesser."

De nombreux projets de recherche portent sur des technologies de perception mêlée à de l’intelligence artificielle. Peu d’industriels les jugent matures. "La co-activité demande au robot de faire la différence entre l’activité et le risque, pointe Olivier Guézet, le responsable du Factory Booster de PSA, un lieu d’innovation pour l’usine du futur. Des solutions intéressantes se développent, mais nous n’avons pas encore de produit fini et économiquement viable."

Qu’il s’agisse de travailler main dans la pince ou côte à côte, cette collaboration nouvelle entre l’homme et le robot a des conséquences majeures. L’équipementier de l’aéronautique Safran a introduit un cobot téléopéré pour nettoyer les cuves contenant des résidus de substances pyrotechniques, une opération à risques et physiquement contraignante. De quoi soulager le salarié, mais aussi changer la nature de son poste. L’opérateur n’est plus nettoyeur, mais téléopérateur d’un cobot nettoyeur. Autrement dit, il reste responsable de la qualité du travail, mais doit faire évoluer les savoir-faire qu’il mobilisait. Sans pour autant jeter sa pratique aux orties. "Nous avons observé que le meilleur moyen de savoir si la cuve était propre était de passer un coup de chiffon final, explique Jean-François Thibault, responsable du programme ergonomie et du développement de la cobotique chez Safran. Nous avons donc conservé cette compétence."

De l’acceptation à l’interaction

Jean-François Thibault insiste sur l’attention à porter à la conception de l’interaction entre l’opérateur et le robot. Chez Safran, cette interaction est pensée selon une méthodologie inspirée de la conduite du changement ergonomique. Il s’agit de prendre en compte l’activité réelle du travailleur, avec ses compétences et ses savoir-faire mis en œuvre. "L’opérateur, le CHSCT et les représentants du personnel interviennent tout au long du processus de conception, de la définition des besoins à la mise en place, selon une démarche participative outillée dans laquelle ils valident les étapes les unes après les autres", détaille le responsable ergonomie et cobotique. Pour optimiser la conception, les futures situations de travail sont scénarisées et simulées grâce à un jumeau numérique, avant d’être testées via à un démonstrateur par les opérateurs. De quoi changer le métier des roboticiens et des intégrateurs, qui "vont devoir tenir compte des aspects humains et ergonomiques", estime Jean-François Thibault.

À la différence de la robotisation classique, la cobotisation pousse à se concentrer sur l’humain. L’Ensam Lille a lancé en 2016 un master de spécialisation en robotique collaborative qui intègre l’enseignement d’un… psychologue. "Les jeunes que nous formons doivent être prêts à travailler sur l’acceptabilité de la machine par l’homme, sinon l’entreprise risque de voir la machine rejetée et la rentabilité cherchée mise en péril, estime Richard Béarée, professeur de robotique à l’Ensam Lille. J’ai vu un système cobotique dégradé en huit mois parce qu’il prenait des petits coups, signe d’une mauvaise acceptation."

L’acceptabilité de la machine par l’homme est la question centrale de la cobotique. PSA et Mines ParisTech l’ont étudiée au sein d’une chaire industrielle pour explorer à quel degré d’autonomie et d’interaction le cobot est mieux toléré. L’acceptabilité se pose aussi en termes psychologiques. "Ces outils seront bien acceptés s’ils soulagent l’homme, lui permettent de garder la maîtrise sur son cœur de métier et de donner du sens au travail", avertit Marc-Éric Bobillier Chaumon. Ce professeur de psychologie du travail à l’université Lyon 2 considère que l’éventuel lien affectif noué par un salarié avec un cobot est un facteur d’acceptation.

"Un collaborateur timide, plutôt discret"

Interrogés dans le cadre d’une étude sur la robotique et la qualité de vie au travail pilotée par Émilie Coutant, ­sociologue au cabinet Tendance sociale, des salariés d’une usine d’embouteillage de produits cosmétiques se sont confiés sur leur relation avec Blue, le cobot introduit sur la ligne de production. "C’est un outil de travail, mais avec un autre rôle. Il aide à faire des gestes que nous n’avons plus à faire. Je ne dirais pas un assistant, plutôt un collaborateur ", témoigne une salariée. "Je le vois comme un coéquipier. D’ailleurs je lui ai déjà parlé ", pointe une autre. "C’est un collaborateur timide, plutôt discret. On ne l’entend pas. Parfois il n’est pas décidé, alors je lui dis "Allez Coco, vas-y” !", confie une troisième. 

Ces témoignages montrent bien que l’introduction de ce collègue d’un nouveau genre n’a rien d’anodin. Il perturbe l’environnement humain. Au sens organisationnel, psychique et même physique. "Si vous mettez la tête, il va s’arrêter, mais il va quand même cogner", remarque une opératrice. Car si les dispositifs de sécurité garantissent l’absence d’impact risqué, ceux permettant une co-activité n’empêchent pas le contact.

Ces opératrices ont peut-être changé leurs pratiques pour éviter d’être dans la trajectoire du cobot. De quoi souligner le risque de voir la promesse d’assistance se transformer en contrainte physique ou mentale. "Le cobot présente le risque de figer l’activité de l’opérateur, de l’entraver plutôt que de le soutenir, souligne Flore Barcellini, professeur en ergonomie au Cnam. Il peut limiter le geste du salarié et l’obliger à opérer d’une certaine manière, restreignant sa marge de manœuvre, pourtant essentielle pour faire face aux imprévus du travail et pour préserver sa santé physique et psychique."

Cela est aussi vrai avec les exosquelettes, ces cobots qui modifient les capacités physiques de l’homme. "Un exosquelette peut soulager le dos, mais aussi entraîner de nouvelles contraintes musculo-squelettiques ou cardiaques dommageables à long terme", précise Willy Buchmann, maître de conférences au Cnam.

Encore des progrès à réaliser

Sans oublier que ces systèmes se répercutent sur tout un environnement. "Même si le cobot est inséré sur un poste individuel, l’opérateur est intégré dans une organisation, entretient des relations, voire des pratiques mutualisées, avec des collègues, souligne Flore Barcellini. Un cobot qui aide à monter des pièces lourdes peut, par exemple, supprimer l’aide informelle donnée par des collègues." Et de plaider pour que l’entreprise pense ces changements. "Dans les interactions entre humains, la reconnaissance d’intentions existe et permet de vite s’adapter. Si je vois mon collègue en difficulté, je vais l’aider. Le robot, lui, ne voit ni l’état ni l’intention. Il n’est pas un collègue comme un autre."

Ces observations rappellent que les atouts premiers des cobots doivent être relativisés. Leur facilité à être intégrés d’un point de vue technique et leur capacité à évoluer dans l’atelier en font un outil malléable à disposition de l’homme. Mais l’introduction de machines autonomes côtoyant les opérateurs humains et interagissant avec eux a forcément des impacts majeurs tant sur l’organisation du travail que sur les salariés. Des dimensions à prendre en compte pour que la cobotique tienne ses promesses.

UN ESSOR A VENIR

4 300 cobots vendus dans le monde en 2015, contre 253 000 robots industriels

En 2021, le marché des cobots pourrait atteindre 2?milliards de dollars

Avec 23 500 cobots en circulation, Universal Robots domine le marché

Sources : Barclays, IFR, Universal Robots, BIS Research

 

Plus il est autonome, mieux il est accepté

Le groupe PSA [en photo, le site de Sochaux] et Mines ParisTech ont travaillé sur l’acceptabilité pratique du robot collaboratif par l’opérateur. "Nous avons intégré le cobot selon différentes configurations, comme des degrés d’autonomie et d’interaction variables, pour voir quand il est le mieux accepté, explique Alexis Paljic, enseignant-chercheur à Mines ParisTech. Cette acceptabilité renvoie à plusieurs aspects comme l’utilisabilité, la sécurité perçue et le caractère agréable." Ces évaluations étaient fondées sur un questionnaire qualitatif et sur les mesures du rythme cardiaque et de la conductance de la peau, qui peut révéler un sentiment d’appréhension. Parmi les leçons à retenir : en co-présence, l’acceptabilité est meilleure avec un cobot éloigné et sans contact physique ; en collaboration, le cobot est mieux accepté quand il possède un certain niveau d’autonomie décisionnelle, évitant, par exemple, à l’opérateur d’appuyer sur un bouton.

L’enjeu majeur de la sécurité

Évoluant hors cage, le robot collaboratif exige de porter une attention particulière à la garantie de la sécurité du collaborateur. Le marché dispose de nombreuses briques technologiques pour assurer cette sécurité. Les constructeurs proposent des bras robotisés collaboratifs déjà équipés de capteurs permettant l’arrêt du cobot en cas de contact. Autre solution, dessiner à l’aide de capteurs une barrière immatérielle autour du cobot qui l’oblige à ralentir puis à s’arrêter en cas de franchissement. "Aujourd’hui, la sécurité est considérée comme assurée quand le robot collaboratif réagit en moins de 100 millisecondes", explique Dominique Charpentier, responsable du pôle certification à l’Institut national de l’environnement industriel et des risques (Ineris).

Mais ces technologies ne doivent pas se substituer à une analyse des risques complète et adaptée. Un exercice plus complexe à réaliser qu’avec un robot classique car le cobot, évolutif et facilement reprogrammable, fera certainement demain une autre tâche que celle pour laquelle il a été acquis. Pour aider les industriels à bien concevoir les phases d’analyse des risques, le ministère du Travail a publié un guide de prévention pour la mise en œuvre des applications collaboratives robotisées. L’employeur peut aussi se faire aider par un centre technique ou par son intégrateur.

 

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1 commentaire

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13/06/2018 - 16h52 -

bien penser que la multiplication des robots industriels et leur adaptation très rapide à un grand nombre de tâches manufacturières ou logistiques exposent les travailleurs à des risques pour leur sécurité : ceci est d’autant plus accentué dans les cas des nouveaux robots collaboratifs qui partagent un même espace de travail, en réalisant des travaux avec les opérateurs : http://www.officiel-prevention.com/formation/fiches-metier/detail_dossier_CHSCT.php?rub=89&ssrub=206&dossid=546
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