Les capteurs sont aujourd’hui au cœur du développement de l’industrie agroalimentaire 4.0. Grâce à la data et à l’analyse des données, ils permettent d’améliorer la performance et la productivité, d’optimiser les coûts, de sécuriser les process et d’apporter des solutions intelligentes sur toute la chaîne de création de valeur. Le Technocampus Alimentation et ses partenaires (Jacques Renault, dirigeant de la société de conseil FUNAE, spécialisée dans l’usine du futur, Alain Le Bail, professeur à ONIRIS et Fabrice Frassetto, Directeur de la halle de technologie alimentaire d’Oniris) vous apportent un éclairage sur leur utilisation.
Les objets connectés pour optimiser les process dans l’usine du futur
Utilisés en combinaison avec d’autres briques technologiques, telles que le big data et la blockchain, les objets connectés permettent de recueillir, traiter et exploiter des données pour optimiser la conduite des lignes de production, limiter les pertes de matières, améliorer la traçabilité des produits sur toute la chaîne de valeur, mieux piloter les consommations d’énergie… Le déploiement de ces capteurs constitue également une étape nécessaire à la mise en œuvre de l’intelligence artificielle et de l’analyse prédictive.
Toutefois, avant de mettre en place des objets connectés dans son usine, il est important de se poser les bonnes questions, à savoir : pour régler quels problèmes et pour améliorer quelles solutions en aije besoin ? En effet, l’évolution vers l’usine du futur implique, non seulement, de capter des données, mais de savoir les gérer et de les connecter à des systèmes tels que la blockchain. Dans la perspective d’un tel projet, il est nécessaire d’anticiper le coût de captation et de traitement de la donnée, de prendre le temps de sélectionner les données d’entrée et de sortie dont on va avoir besoin, de bien évaluer l’investissement en temps et en compétences nécessaire pour maîtriser le système, de penser à l’exploitation des données de sortie et les connecter au reste du SI (ERP, GPAO…), en évitant de dupliquer données et traducteurs de données à toutes les couches, sous peine de renchérir le projet.
Les nombreuses applications de la métrologie dans l’industrie agroalimentaire
La métrologie s’applique à différents niveaux dans l’industrie agroalimentaire.
Les mesures d’audit de métrologie embarquée font appel à des enregistreurs autonomes pour suivre le produit dans les procédés de fabrication, par exemple, dans les fours pour le suivi de la température, des flux de chaleur et de l’hygrométrie ; dans les stérilisateurs pour contrôler les barèmes de stérilisation assurant la qualité microbiologique ou encore pour qualifier des opérations de congélation.
Les mesures de la qualité des produits, le plus souvent réalisées offline, peuvent porter sur leur qualité microbiologique, les contaminants chimiques, la composition chimique, les valeurs nutritionnelles, les propriétés physiques (texture, volume, couleur, structure des alvéoles des pains, granulométrie, rhéologie) ou sensorielles (test consommateur, arômes…). Il faut noter l’apparition des nez et langues électroniques qui permettent de normaliser ou d’analyser des perceptions sensorielles compliquées à extraire d’un panel de consommateurs.
De multiples outils de mesure
Pour réaliser ces mesures, il existe de multiples technologies plus ou moins sophistiquées. Les mesures de température sont réalisées avec des sondes conventionnelles (thermocouples, sondes platines, thermistances). La masse est mesurée par le pesage en convoyage, les trieuses pondérales ou les peseuses associatives. Les volumes sont de plus en plus étudiés et configurés avec des lasers ou des capteurs de déformation pour les conserves avec opercules pelables. Les consistomètres permettent de mesurer la rhéologie at line des pâtes et garnitures. Les outils optiques et les ondes sont, pour leur part, utilisés pour mesurer la conformité d’un produit par l’analyse d’images et l’intelligence artificielle (par exemple, compter le nombre de rondelles de saucisse sur une pizza). Le proche infrarouge sert à vérifier et à obtenir des informations, telles que la teneur en eau, la composition en protéines, matières grasses, glucides, collagène… La fluorescence peut mesurer des contaminants néoformés. La technologie térahertz se développe pour le pilotage en ligne de congélateur. La technologie multispectrale permet, par exemple, de prévenir la problématique récurrente de la casse des biscuits, biscottes et crackers en anticipant les fissures pour agir directement sur la ligne de production.
Vers l’industrie connectée
Dans un contexte complexe, marquée par une expertise parfois déclinante des opérateurs et l’augmentation des cadences, la métrologie in line est en pleine expansion. L’industrie connectée offre un large éventail de solution : approche hyperspectrale, capteurs logiciels intégrant plusieurs mesures pour faciliter la prise de décision sur la ligne, systèmes experts comme les réseaux de neurones et l’intelligence artificielle, métrologie embarquée et métrologie distante connectée pour qualifier des lignes ou suivre la vie des produits. L’analyse des produits finis off line / post production est un univers particulier qui fait appel à des solutions très rapides, qui se déplacent des laboratoires vers les usines pour une libération accélérée des lots.
A long terme, l’industrie connectée présente un intérêt pour l’assistance au pilotage de lignes de production, l’e-maintenance avec l’anticipation de l’entretien des équipements et le diagnostic en ligne et, enfin, les e-services (nouvelles recettes et formulations).
La halle technologique d’Oniris : un outil exceptionnel au service des industriels ligériens
Unique en France, la halle technologique d’Oniris met à la disposition des industriels du secteur agroalimentaire de nombreux outils multi produits et multi métiers pour les aider à développer recettes et procédés…
- Une grande cuisine de 6 postes pour démarrer les essais.
- 3 000 m² et 120 équipements pilotes pour former et produire (traitements thermiques, concentration-séchage, conditionnement, traitements frigorifiques, broyage-mélange, séparation, 1 ligne de traitement thermique ohmique, ainsi qu’une halle de développement avec les agréments sanitaires pour les préséries et la production).
- Un espace de recherche de 200 m² espace pour innover et inventer les recettes de demain.
- Une usine de 1 000 m² pour passer de l’idée à l’industrialisation en pâtisserie, boulangerie, produits carnés et de la mer, plats cuisinés, d’une capacité de 50 à 200 kg / jour.
Les Pays de la Loire déploient une stratégie industrielle ambitieuse fondée sur l’excellence et l’innovation. Celle-ci s’appuie sur un réseau, unique en France : le réseau des Technocampus. A l’image du Technocampus Alimentation, ces plateformes dédiées aux technologies avancées apportent aux entreprises du territoire une vision à 360° de l’innovation et les accompagnent dans leur évolution vers l’industrie du futur. Un atout majeur pour leur performance et leur compétitivité !
Vous pouvez revoir le replay du webinaire organisé en janvier 2022 par le Technocampus Alimentation qui portait sur « Des capteurs connectés pour rendre vos process plus performants » sur le site du Technocampus Alimentation
Paru en Novembre 2023
