Dans les secteurs de l'énergie, des transports, de l'industrie, de l'aérospatiale, de la fabrication et autres, un nouveau paradigme d'ingénierie émerge : les systèmes embarquent l'intelligence au niveau du matériel, des logiciels et des composants, les rendant intelligents. Dans ce cadre, l'électronique, optimisée par l’intelligence artificielle (IA) est au service d'une énergie plus propre, d'infrastructures plus intelligentes et d'un avenir plus durable. Explications du distributeur DigiKey qui accompagne ce mouvement et qui favorise une plus grande efficacité, établit les bases de l'électrification et ouvre la voie au prochain chapitre de l'innovation durable.
Auteur : David Sandys
Directeur senior, maîtrise technique et mobilisation des équipes
DigiKey
L'un des changements majeurs de la dernière décennie est la transition de l'optimisation au niveau des composants à l'optimisation au niveau du système. Une conception durable ne se résume pas à l'intégration d'un composant plus efficace. Il s'agit avant tout d'une conception qui utilise l'énergie de manière efficace, minimise les temps d'arrêt, étend la durée de service et offre une valeur ajoutée sur le plus long terme.
Dans de nombreux cas, les gains de durabilité les plus importants proviennent de l'interaction entre les systèmes logiciels, de détection, de gestion de l'alimentation, de communication et de contrôle.
Concevoir dans une optique de durabilité, c'est aussi privilégier la robustesse et augmenter le temps moyen entre pannes (MTBF) des systèmes. En tirant parti des solutions modernes de surveillance des systèmes qui permettent d'identifier les anomalies avant les défaillances, d'adhérer à la maintenance prédictive et d'isoler les problèmes avant qu'ils ne se transforment en dysfonctionnements à l'échelle du système, les concepteurs d'aujourd'hui peuvent créer une feuille de route axée sur la durabilité dès le début du projet.
Cette vision au niveau du système s'étend également à des écosystèmes entiers, par exemple la “ferme flottante” de Rotterdam, aux Pays-Bas, qui pousse l'agriculture durable encore plus loin. Située sur l'eau en plein cœur de la ville, cette exploitation laitière combine énergies renouvelables, automatisation et utilisation circulaire des ressources pour minimiser son impact environnemental.
La ferme est entièrement alimentée par l'énergie solaire et utilise des systèmes de traite automatisés pour améliorer son rendement. Des véhicules à guidage automatique (AGV) collectent les déchets animaux, qui sont ensuite utilisés dans des processus tels que le traitement et le dessalement de l'eau afin de fournir de l'eau potable au bétail.
Même si les vaches ont accès à des pâturages, une grande partie de leur alimentation provient des déchets locaux, notamment le gazon tondu d'un stade de football voisin et du pain rassis provenant des boulangeries de la ville.
À la "ferme flottante", le développement durable n'est pas un ajout : il est intégré à tous les aspects de l'exploitation. Qu'il s'agisse de la production d'énergie, de la gestion de l'eau, de l'alimentation ou de la réutilisation des déchets, les technologies et les systèmes électroniques avancés permettent un modèle agricole hautement intégré et durable.
Repenser la conception pour des performances à long terme
Historiquement, les initiatives de développement durable ciblaient l'amélioration des produits ou des systèmes après leur conception et leur mise en service. Ce processus est en train de s'inverser. Le produit le plus durable est de plus en plus souvent celui qui ne requiert jamais de remplacement.
Les ingénieurs commencent à considérer la longévité et la réparabilité comme des indicateurs de performances au même titre que les coûts et les fonctionnalités. Il s'agit là d'un changement qui pourrait transformer fondamentalement le développement des produits au cours de la prochaine décennie.
Grâce à un accès facilité à davantage d'informations et de données, une approche de conception plus proactive et holistique permet de créer des composants plus durables, plus résistants et plus fiables, tout en réduisant les déchets et la consommation de ressources.
Le développement des outils numériques permet aux ingénieurs, fournisseurs, fabricants et autres partenaires de dépasser la simple fabrication de composants isolés pour s'orienter vers la création collaborative de systèmes intelligents et interconnectés.
Cela est particulièrement évident dans le secteur de l'énergie, où la demande énergétique mondiale atteint des niveaux records. La demande mondiale d'électricité a augmenté à un rythme plus de deux fois supérieur à celui de la demande d'énergie, avec une croissance de près de 3 %, légèrement supérieure à la demande moyenne de la dernière décennie (Source : IEA Global Energy Review 2026).
Avec le développement continu de l'IA et des data centers, nous constatons également une augmentation de la demande énergétique nécessaire à leur développement et à leur fonctionnement. Bien que les véhicules électriques et la construction de data centers ne représentent qu'une petite partie de la demande globale, ces deux secteurs ont connu une croissance rapide en 2025, notamment aux États-Unis.
Cependant, les experts prévoient que la consommation d'énergie primaire atteindra un pic et se stabilisera entre 2035 et 2045, sous l'effet d'un rendement énergétique amélioré, d'un déclin démographique mondial et de l'efficacité structurelle des énergies renouvelables par rapport aux combustibles fossiles.
Course à la création de systèmes énergétiques intelligents
La modernisation des réseaux électriques compte parmi les défis techniques les plus ambitieux de notre époque, alors que la pression pour des avancées révolutionnaires en matière de conversion de puissance, de détection en temps réel et d'intelligence au niveau du système s'intensifie.
À l'avant-garde de cette problématique se trouve Analog Devices, leader mondial du secteur des semi-conducteurs, qui fournit des technologies pour gérer le système de réseau électrique dynamique, constamment soumis aux fluctuations de l'offre et de la demande.
Les contraintes actuelles pesant sur le réseau électrique requièrent une intelligence en périphérie pour permettre des fonctionnalités en temps réel, une réactivité accrue, une sécurité renforcée et un fonctionnement optimal.
Face aux fortes contraintes liées au vieillissement des infrastructures, à la hausse des températures mondiales et à l'explosion de la demande en énergie, les ingénieurs s'efforcent de déployer des solutions systémiques pour réduire la surcharge du réseau électrique, souvent responsable de pannes, de coupures de courant et d'autre défaillances.
L'edge computing, la détection avancée et les données en temps réel contribuent à optimiser la production, le stockage et la distribution d'énergie dans les réseaux électriques. Les systèmes de stockage d'énergie et autres technologies améliorent le rendement et la stabilité du réseau, même avec des gains de performances modestes et progressifs. Ces mesures se traduisent par des avantages économiques et environnementaux significatifs au fil du temps.
Par exemple, une amélioration de seulement 1 % du rendement de conversion de puissance peut avoir un impact considérable à grande échelle. Appliqué aux alimentations de data centers, aux onduleurs solaires, aux flottes de véhicules électriques et aux systèmes énergétiques à l'échelle du réseau, un gain de rendement de 1 % peut se traduire par des dizaines, voire des centaines de térawattheures d'économies d'électricité annuelles lors du déploiement à grande échelle, réduisant ainsi les coûts d'exploitation de plusieurs millions de dollars et évitant des millions de tonnes d'émissions de carbone.
Faire évoluer le réseau électrique et l'électrification
L'électrification et l'infrastructure sont deux facteurs clés du réseau électrique. Bien que les véhicules ne constituent qu'une partie de ce système plus vaste, les tendances en matière de mobilité occupent aujourd'hui le devant de la scène.
Avec l'essor des véhicules électriques, des transports autonomes et des programmes d'autopartage, le besoin de connecteurs fiables, compacts/miniatures et respectueux de l'environnement a considérablement augmenté.
À cela s'ajoute la transition vers une conception 48 V qui présente ses propres nouveaux défis, notamment des fluctuations d'interférences électromagnétiques accrues, des transitoires de tension plus élevés et des besoins d'espacement sur les circuits imprimés. Les ventes de voitures électriques ont progressé de plus de 20 % en glissement annuel en 2025, atteignant 21 millions d'unités, soit une voiture sur quatre vendues (Source : IEA Global Energy Review 2026).
Au-delà de cette croissance, chaque véhicule électrique (VE) s'appuie sur un vaste réseau d'infrastructures de recharge, d'électronique de puissance, de connecteurs, de systèmes de communication, de stockage d'énergie, de réseaux de distribution, de capacités de fabrication et d'outils numériques.
Jusqu'à présent, le défi consistait à dimensionner le système pour rendre l'électrification accessible et abordable à un plus grand nombre de personnes. Cependant, la mise en place d'une infrastructure de recharge durable va bien au-delà de la simple conception de la borne de recharge elle-même.
Pour avancer, il faut à la fois relever des défis techniques, tels que la modernisation du réseau et la distribution d'énergie, et des défis sociétaux, y compris les procédures d'autorisation et l'acquisition de terrains appropriés.
Quelle que soit leur origine, ces obstacles entraînent souvent des coûts initiaux élevés et de longs cycles de développement qui peuvent ralentir l'expansion des réseaux de recharge. À mesure que les réseaux de recharge s'étendent à des zones plus reculées et difficiles, l'accent est mis sur le développement d'une base solide capable de fournir une haute densité de puissance, une capacité de recharge rapide et une fiabilité à long terme.
Selon Harwin, fabricant de dispositifs interconnectés et de matériel de circuits imprimés, un changement de tendance se profile, avec un recul de la propriété automobile, rendant la conception des connecteurs essentielle pour une transmission fiable de l'alimentation et des signaux, en particulier pour les bornes de recharge de VE isolées.
L'objectif ultime est de réduire la taille et le poids des connecteurs, et des progrès sont réalisés dans ce domaine.
D'autres initiatives d'énergies renouvelables pour l'énergie solaire, le stockage sur batteries, les réseaux électriques intelligents, la production d'énergie distribuée et la gestion intelligente de l'énergie, se développent parallèlement aux infrastructures de véhicules électriques.
C'est l'interconnexion de ces systèmes pour des performances combinées qui permettra de véritablement constater la transition énergétique en pratique.
Dans ce paysage en pleine évolution, DigiKey observe souvent l'émergence de transitions technologiques bien avant qu'elles ne se matérialisent dans les produits finis. De plus en plus, les ingénieurs privilégient les composants qui optimisent l'efficacité, la connectivité et la durée de vie, signe d'une évolution plus large du secteur vers une conception durable.
Les technologies issues de cette évolution contribueront à stimuler la production durable et l'innovation pour les années à venir. L'adoption de solutions d'alimentation à large bande interdite, comme le carbure de silicium (SiC) et le nitrure de gallium (GaN), est un excellent exemple.
Ces technologies permettent des fréquences de commutation plus rapides, des tensions et des températures de fonctionnement plus élevées, ainsi que des facteurs de forme plus compacts. Cela se traduit par des conceptions d'alimentation plus fiables et plus efficaces, des exigences essentielles pour créer des produits et des systèmes durables.
Collaborer pour faire progresser collectivement la durabilité
Alors qu'une révolution numérique est en marche, aucune entreprise ne peut, à elle seule, assurer l'avenir des technologies durables. Cet avenir sera façonné par des systèmes capables de réfléchir, de s'adapter et d'évoluer en temps réel.
La complexité des défis d'ingénierie actuels exige une collaboration accrue entre les fabricants de composants, les entreprises de semi-conducteurs, les distributeurs, les développeurs de logiciels, les intégrateurs de systèmes et les ingénieurs de conception.
Les feuilles de route technologiques sont élaborées collectivement, les outils numériques simplifient la sélection des composants et accélèrent les cycles de conception, et les ingénieurs développent des prototypes et des itérations de concepts plus rapidement pour commercialiser des composants et des solutions à valeur ajoutée.
Pourtant, il reste encore beaucoup de travail à accomplir ensemble. Les chaînes d'approvisionnement évoluent, de relations transactionnelles à des écosystèmes connectés articulés autour d'objectifs de durabilité partagés.
Cette approche unifiée accélère l'innovation tout en réduisant les redondances, les délais de développement et le gaspillage. Il est passionnant de voir ces efforts collectifs gagner en ampleur et en impact. L'avenir du développement durable dépendra moins des technologies individuelles que de leur interaction intelligente.
Les organisations qui réussiront seront celles qui intégreront l'efficacité, la connectivité et la résilience à tous les niveaux du système, du composant au réseau. Les bases d'un avenir plus durable ne reposent pas sur une seule avancée technologique mais sur l'intelligence collective intégrée aux technologies que nous développons aujourd'hui.
Pour en savoir plus sur l'avenir du développement durable dans l'industrie électronique, explorez la deuxième saison de la série des vidéos Sustainable Futures de DigiKey.
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