On ne saurait trop insister sur l’importance du secteur industriel américain pour la prospérité économique et la sécurité nationale du pays. Alors que l’industrie représente 8,5 % de l’emploi aux États-Unis et 11,7 % du PIB (produit intérieur brut) américain, les industriels de notre pays génèrent 35 % de la croissance de la productivité, 60 % des exportations et 70 % de la recherche et du développement (R&D) du secteur privé. Cela revêt une grande importance non seulement pour vous et moi — et pour la nation —, mais aussi pour la chaîne d'approvisionnement mondiale.
Ces données, ainsi que d’autres informations, figurent dans le dernier rapport annuel de « Manufacturing USA », disponible gratuitement auprès du Bureau national du programme de fabrication de pointe (Advanced Manufacturing National Program Office) de l’Institut national des normes et des technologies (NIST) du ministère américain du Commerce. Voici quelques-uns des points forts…
Où en est le secteur industriel ?
Nous savons tous que le secteur manufacturier américain a connu des changements radicaux au début du XXIe siècle. Alors que l'emploi dans ce secteur a reculé de 5,6 millions de postes entre décembre 2000 et décembre 2010 — au plus fort de la Grande Récession —, il n'a récupéré que 20 % de ces pertes.
Remontons encore plus loin dans le temps — jusqu’au XXe siècle —, où les progrès réalisés dans le secteur industriel, notamment grâce à des équipements de pointe et à une main-d’œuvre qualifiée, ont largement contribué à la domination économique mondiale des États-Unis dans ce domaine tout au long du XXe siècle.
- Réduction des coûts / Hausse des salaires : Au début du XXe siècle, les innovations d’Henry Ford ont considérablement renforcé la position dominante des États-Unis dans le secteur manufacturier. Grâce à l’électrification et aux chaînes de montage, il a réussi à faire passer le prix du Modèle T de 900 à 360 dollars en l’espace de sept ans, tout en doublant les salaires pour les porter à 5 dollars par jour.
- Sortir de la crise économique : Dans les années 1930, l'industrie manufacturière a permis au pays de sortir de la Grande Dépression et a préparé les États-Unis à remporter la Seconde Guerre mondiale.
- Développement des infrastructures et de l'exploration : Dans les années 1960, les progrès de la production ont permis aux États-Unis de construire le réseau autoroutier inter-États et d'envoyer des hommes sur la Lune.
- Les débuts de la révolution informatique : au cours des dernières décennies du siècle dernier, nos innovations technologiques et nos progrès en matière de fabrication de semi-conducteurs ont conduit à la révolution informatique.
Quelle est la voie à suivre pour l'industrie manufacturière ?
L'innovation pour l'avenir est étroitement liée aux progrès réalisés dans les nouvelles technologies de fabrication, telles que l'Internet des objets (IoT), la fabrication additive et la robotique industrielle. Les emplois peu qualifiés et ceux qui reposent sur des technologies obsolètes sont en train de disparaître. Seules la fabrication de pointe et les nouvelles technologies (y compris les logiciels de gestion d'entreprise) permettent d'améliorer la productivité et de créer de nouveaux emplois bien rémunérés. L'éducation et le développement des compétences de la main-d'œuvre sont essentiels pour préserver — et développer — ces emplois et le secteur manufacturier.
Qu'est-ce que la fabrication de pointe ?
La fabrication de pointe implique de nouvelles méthodes de fabrication des produits existants ainsi que la création de nouveaux produits, rendues possibles par l'utilisation de nouvelles technologies.
Les États-Unis sont à la pointe mondiale en matière d'innovation et d'inventions, mais bon nombre des découvertes issues de la recherche américaine se traduisent par des capacités de production et des produits de pointe dans d'autres pays.
Comment redonner aux industriels américains leur capacité d'innovation et d'invention ?
L'une des tendances les plus prometteuses pour les industriels américains est sans doute la capacité à concevoir des produits susceptibles de transformer les modes de vie et de travail des Américains.
Exemple : grâce à l’institut de fabrication NextFlex(l’institut américain de fabrication d’électronique hybride flexible, financé principalement par le ministère de la Défense), un nouveau pansement « intelligent » destiné aux plaies qui ne cicatrisent pas intègre un système d’apport d’oxygène associé à des capteurs médicaux, le tout dans un pansement souple et peu coûteux.
Par ailleurs, la bioénergie et les bioproduits s'imposent à l'échelle mondiale comme des secteurs émergents et en pleine expansion au sein des industries agricoles et forestières hautement productives. La fabrication de produits d'origine biologique (tels que les biocarburants, les intermédiaires chimiques industriels, les polymères de haute performance et les produits finis à forte valeur ajoutée) représente une opportunité considérable pour les États-Unis. Comment ?
Soutenir le développement de la bioéconomie pourrait permettre :
- Récolter et utiliser de manière durable un milliard de tonnes de biomasse renouvelable chaque année
- Multiplier par cinq la taille actuelle du marché au cours des 15 prochaines années, et
- Cela permettrait d'augmenter de 500 milliards de dollars le chiffre d'affaires annuel de la bioéconomie et de créer des milliers d'emplois, dont un grand nombre dans les zones rurales.
Si les secteurs agricole et forestier sont essentiels pour garantir une production durable, fiable et accessible de produits d'origine biologique, ils présentent des avantages encore plus importants :
- Remplacer l'utilisation du pétrole et d'autres matières premières stratégiques qui, sans cela, devraient être importées
- Créer des sources de revenus à plus forte valeur ajoutée pour les producteurs des communautés agricoles et les propriétaires forestiers
- Améliorer la nutrition et le bien-être des animaux et des êtres humains
- fournir des services écosystémiques tels que la préservation de la qualité de l'air et de l'eau, la biodiversité et le cycle des nutriments, au profit de l'environnement et de la société ; et
- Favoriser l'intégration de la production de produits biosourcés durables dans les systèmes agricoles et forestiers américains existants, afin de soutenir les marchés actuels et émergents des denrées alimentaires, des aliments pour animaux et des fibres.
Au total, il existe quatorze (14) instituts « Manufacturing USA », soutenus par les ministères du Commerce, de la Défense et de l’Énergie. Voici quelques exemples qui ont retenu mon attention, en m’appuyant sur certaines des entreprises avec lesquelles nous travaillons et échangeons quotidiennement chez xTuple :
Progrès rapides dans le déploiement de l'intensification des procédés (RAPID)
L'institut de fabrication RAPIDpilote une initiative nationale axée sur la recherche, le développement et la mise en œuvre de technologies à fort impact et de solutions matérielles permettant de faire progresser les industries de transformation — notamment les secteurs de la chimie, du pétrole et du gaz, ainsi que de la pâte à papier et du papier. Les industries de transformation sont confrontées à une concurrence mondiale féroce et ont besoin d'innovation et d'investissements ; pourtant, les progrès y sont restés au point mort en raison de facteurs tels que des coûts d'investissement prohibitifs, la grande complexité des systèmes modulaires intensifiés, ainsi que l'insuffisance des logiciels, des outils de conception et des données.
Institut pour l'innovation dans la fabrication de composites avancés (IACMI)
L'institut de fabrication IACMIs'engage à accroître la capacité de production nationale et à créer des emplois dans le secteur de la fabrication au sein de l'industrie américaine des composites. L'IACMI établit des partenariats entre le secteur privé, les chercheurs universitaires et les responsables de la formation professionnelle afin de valider les matériaux et les procédés de fabrication des composites utilisés dans la production de véhicules, d'éoliennes et de systèmes de stockage de gaz comprimé, ce qui permet au secteur privé de faire progresser les techniques de fabrication. La validation de ces techniques et matériaux permet aux entreprises basées aux États-Unis de les intégrer dans leur production, ce qui assure à l'industrie manufacturière américaine une position de leader en matière de compétitivité mondiale, aujourd'hui comme à l'avenir.
PowerAmerica
L'un des principaux objectifs de l'institut PowerAmericaest de faciliter la transition du secteur de l'électronique de puissance à base de silicium vers l'électronique de puissance à base de carbure de silicium, plus efficace. Les composants de puissance en SiC permettent de réguler l'énergie électrique de manière plus efficace, avec une perte d'énergie inférieure de 30 % à celle des composants traditionnels en silicium. Cependant, le coût de développement d'une technologie de fabrication pour les composants en SiC constitue un obstacle majeur pour les entreprises, en particulier les plus petites.
Une équipe de l’université d’État de Caroline du Nord (N.C. State University) a mis au point un procédé de fabrication, baptisé PRESiCE, que les entreprises peuvent utiliser pour créer leurs propres composants en carbure de silicium (SiC). L’objectif de cette équipe est de faire baisser le prix des composants en carbure de silicium, actuellement cinq fois plus élevés que ceux des composants en silicium, pour le ramener à 1,5 fois ce dernier. Ce procédé est disponible en exclusivité à la fonderie X-FAB Texas SiC, une ancienne fonderie de silicium qui a été transformée en fonderie de carbure de silicium grâce à un financement de PowerAmerica. En permettant aux entreprises d’éviter les coûts élevés liés au développement de leur propre procédé de fabrication, PRESiCE vise à favoriser la production de carbure de silicium, ce qui fera baisser le coût global de ce matériau à mesure que davantage d’entreprises fabriqueront des produits en SiC, réduisant ainsi les obstacles à leur entrée sur le marché.
REMADE
L'industrie manufacturière américaine représente près de 25 % de la consommation énergétique annuelle totale du pays. L'institut REMADEs'efforce d'améliorer la compétitivité de l'industrie manufacturière américaine en s'associant à des acteurs du secteur pour développer des technologies de fabrication de pointe intégrant des principes de réduction de la consommation d'énergie et de développement durable. REMADE a pour objectif de réduire la consommation d'énergie et les coûts liés à la récupération, à la réutilisation, à la refabrication et au recyclage de quatre catégories de matériaux : les métaux, les fibres, les polymères et les déchets électroniques.
Institut d'innovation en matière d'énergie propre et de fabrication intelligente (CESMII)
Le CESMIIse consacre au développement et au déploiement de capteurs avancés intégrés, de systèmes de contrôle, de plateformes et de modèles de calcul haute performance afin d’aider les industriels américains à tirer parti de la fabrication intelligente et à renforcer ainsi leur compétitivité à l’échelle mondiale. Grâce à la fabrication intelligente, les industriels optimisent leurs pratiques en matière d’activité, de technologie, d’infrastructure et de gestion des ressources humaines à l’aide de systèmes techniques intégrant les technologies opérationnelles et les technologies de l’information.
« La fabrication intelligente permet aux entreprises de réduire leur consommation d’énergie et de réaliser des économies sur leurs factures d’énergie en optimisant leurs processus de fabrication. En effet, selon Ethan Rogers, directeur du programme industriel au Conseil américain pour une économie économe en énergie, « une augmentation des investissements dans la fabrication intelligente pourrait permettre aux industriels américains de réaliser 15 milliards de dollars d’économies annuelles sur leurs coûts d’électricité d’ici 2035 ».
Institut national des normes et des technologies (NIST)
Le NIST, qui relève du ministère du Commerce, est le seul laboratoire de recherche du gouvernement américain qui se consacre spécifiquement au renforcement de la compétitivité industrielle, avec un solide portefeuille de recherches axé sur les défis techniques liés à la fabrication de pointe. De plus, le « Manufacturing Extension Partnership » (MEP) du NIST, composé de 51 centres répartis dans les 50 États et à Porto Rico, constitue une ressource essentielle pour aider les petites et moyennes entreprises manufacturières à développer de nouveaux produits, à s'implanter sur les marchés mondiaux et à adopter de nouvelles technologies, telles que celles en cours de développement au sein des instituts « Manufacturing USA ».
Le NIST abrite également le siège du Bureau national du programme interinstitutionnel pour la fabrication de pointe.
Publié initialement le 10 octobre 2018 (consultez régulièrement cette page pour les mises à jour). Lisez le rapport complet « Manufacturing USA ».
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