Témoignages Production d’acier durable avec 5G Connected Steel

Avec le soutien du SPF Économie, PME, Classes moyennes et Énergie.

ArcelorMittal Belgium s’engage dans une démarche d’innovation et d’optimisation continue afin d’accroître la durabilité et l’efficacité énergétique de sa production. À cette fin, le producteur d’acier a besoin d’une connexion réseau stable et fiable.  Sur son site de Gand, l’entreprise s’est heurtée, pour certains cas d’usage, aux limites du WIFI en tant que technologie de communication sans fil. Les applications logistiques requièrent une couverture géographique étendue, mais la portée limitée du WIFI s’est révélée insuffisante.

De plus, le spectre WIFI étant libre de licence, les applications industrielles du producteur d’acier étaient en concurrence avec d’autres utilisateurs dans l’environnement. Steven De Roo, Digital Officer chez ArcelorMittal Belgium donne un exemple : « Lorsque quelqu’un utilisait une caméra d’action sans fil ou qu’un navire équipé de nombreux appareils WIFI entrait dans le port, cela impactait nos processus. » ArcelorMittal Belgium s’est donc mis en quête d’une technologie réseau alternative sur laquelle l’entreprise aurait un contrôle total. 

Lorsque les autorités belges ont lancé, en 2023, un appel à projets pilotes innovants pour accélérer le déploiement de la 5G, cette recherche de connexion réseau fiable s’est accélérée. ArcelorMittal a introduit avec Orange Business une demande de subsides pour le projet 5G Connected Steel. « Nous avons choisi Orange Business pour son architecture, ses prix et son retour détaillé sur notre cahier des charges », explique Steven De Roo. Une fois la demande de subsides approuvée, le trajet de co-création innovant a débuté le 1^er février 2024. « Ce projet, dans lequel la 5G est utilisée pour améliorer l’efficacité et la durabilité, s’inscrit pleinement dans notre stratégie Lead the Future », ajoute Stefan Danneels, 5G Customer Solution Architect chez Orange Business.

Réseau fiable et sécurisé 

Orange Business a installé un réseau 5G privé sur le site gantois d’ArcelorMittal Belgium. Cette installation a demandé une préparation minutieuse ainsi qu’une collaboration étroite avec ArcelorMittal Belgium et plusieurs sous-traitants. L’environnement industriel a compliqué la conception du réseau radio, car les bâtiments élevés et les structures métalliques bloquent et reflètent les signaux radio. « Les études théoriques ne disent pas tout. Nous avons dû effectuer de nombreux tests sur le terrain pour déterminer la position optimale, l’angle, la hauteur et la puissance d’émission des antennes », précise Stefaan Danneels.

La fiabilité était cruciale pour le producteur d’acier. La production devant fonctionner 24h sur 24 et 7 jours sur 7, les radios sont connectées de manière redondante aux deux centres de données d’ArcelorMittal via des fibres optiques distinctes. Le réseau radio a été déployé en 5G et en 4G, explique Steven De Roo : « En cas de problème avec la 5G, nous pouvons revenir à la 4G. Cette approche permet également d’assurer une transition pour les appareils qui ne prennent pas encore en charge la 5G. »

La sécurité de la maintenance était une autre priorité. Les mâts d’antennes sont conçus pour permettre une inspection et un entretien sûrs, sans échelle. Des zones sécurisées ont été prévues en fonction du risque d’exposition aux ondes, et des mesures supplémentaires ont été prises pour mettre les installations hors tension en toute sécurité, éliminant ainsi le risque d’électrocution lors de la maintenance.

Grâce à la 5G, nous limitons les pertes thermiques pendant le transport. 

Steven De Roo, Digital Officer chez ArcelorMittal Belgium

Besoins spécifiques en connectivité 

Outre l’installation du réseau, le projet comprenait également le développement de trois cas d’usage pilotes avec des besoins de connectivité spécifiques. En permettant aux ponts roulants automatiques de communiquer via la 5G standalone plutôt que le WIFI avec l’infrastructure d’automatisation au sol, les risques de sécurité diminuent et les processus de production gagnent en fluidité. Dans les véhicules de ferraille également, la transition vers la 5G contribue à des processus plus sûrs et plus efficaces. Dans le troisième cas d’usage, les véhicules ferroviaires ont été équipés de connectivité 5G pour fournir au conducteur des informations logistiques et permettre la surveillance du transport à distance, notamment à l’aide d’images vidéo en temps réel. « Grâce aux informations logistiques en temps réel via la 5G, nous sommes en mesure de réduire les pertes thermiques et la consommation d’énergie pendant le transport des hauts fourneaux vers les différentes unités de production », précise Steven De Roo.

Les premiers tests montrent que le réseau 5G privé est plus stable que le WIFI pour ces cas d’usage. « Grâce à une solution dualcore d’Ericsson, nous comparons facilement 4G et 5G. » Le projet a également été un processus d’apprentissage, souligne Steven De Roo : « Nous avons choisi ces trois cas d’usage pour en tirer suffisamment d’enseignements avant de procéder à un déploiement complet. Une telle accumulation de connaissances demande beaucoup de temps et de ressources, et cela n’aurait pas été possible sans subsides. »

Co-création innovante

« 5G Connected Steel a été une mise en œuvre complexe impliquant de nombreux acteurs », ajoute Steven De Roo. « On ne peut pas mener cela seul. Heureusement, la collaboration avec Orange Business, Ericsson (fournisseur du hardware), OTIV (fournisseur du système de caméras sans fil pour les locomotives) et Arcadis (responsable de la fibre et de l’alimentation électrique) a été excellente pendant les deux années du projet. Nous avons aussi apprécié que Giuseppe Arena[CL1] , le chef de projet d’Orange Business, reconnaisse notre culture de sécurité et en fasse une priorité. Même si ce subside se termine à la fin de l’année, nous espérons une longue et fructueuse collaboration avec Orange. »

Stefaan Danneels s’attend à ce que la 5G gagne en importance dans l’industrie, et ce sous ses différentes formes. Pour ce projet, ArcelorMittal Belgium a choisi un réseau 5G privé pour garder un contrôle total, mais un réseau 5G public peut également offrir un niveau élevé de sécurité et de fiabilité grâce au slicing. « Nous pouvons même mettre en place un réseau hybride, combinant un réseau 5G public et un réseau 5G privé », indique Stefaan Danneels. Selon lui, la 5G et le WIFI continueront à coexister : la 5G pour une couverture géographique étendue en extérieur ou dans de grands halls, et le WIFI pour les courtes distances à l’intérieur qui nécessitent une large bande passante.