Ne vous inquiétez pas des tuyaux en acier de l’usine laitière, il faut aussi des nerfs d’acier pour équilibrer les processus à grand volume avec les marges bénéficiaires très réduites et l’impératif universel d’utiliser au mieux les ressources.
Ces dernières années, ce niveau de contrôle a été mis à rude épreuve par la concurrence pour les ingénieurs laitiers, notamment dans le pays d’origine de la coopérative internationale Arla, où l’industrie pharmaceutique danoise en plein essor réussit souvent à attirer les talents loin des salles de contrôle fluorescentes peu somptueuses des usines de transformation laitière. Il serait néanmoins conseillé aux jeunes professionnels de l’industrie laitière d’examiner de plus près ce qu’ils manquent, car c’est dans l’ingénierie laitière que des progrès tangibles sont réalisés pour atteindre les objectifs de l’industrie 4.0. Et c’est ce qui se passe actuellement, motivé par la volonté de fournir des produits nutritifs à un marché de consommation de plus en plus exigeant tout en améliorant constamment l’utilisation des précieuses ressources laitières.
« Aujourd’hui, tout est question de données », explique le consultant en processus d’Arla, René Klinge Iwang. « Les données sont la clé de tout, car nous sommes tellement concentrés sur l’ensemble du concept de l’industrie 4,0. Chaque décision que nous prenons doit donc être fondée sur de bonnes données. »
Automatiser pour enregistrer
Cette approche de prise de décision éclairée repose en grande partie sur des sondes en ligne qui transmettent depuis le cœur des systèmes de contrôle des procédés établis. De nombreux indicateurs clés de performance ont été mis en place dans de nombreux processus différents. « Nous devons nous assurer de tirer le meilleur parti de chaque kilo de matières grasses et de protéines. En veillant à ce que nous y parvenions, nous veillons également à ce qu’il soit le plus durable possible et c’est pourquoi nous surveillons constamment tous nos processus », explique René.
L’exécution de processus énergivores tels que la pasteurisation et l’ultrafiltration n’est qu’un exemple de la façon dont ce contrôle peut être profitable. Le contrôle de processus permet de surveiller la quantité d’énergie utilisée à différentes étapes. Il est également possible d’effectuer une surveillance pour savoir quand il est temps de remplacer les membranes et autres éléments susceptibles de s’user. De même, un contrôle rigoureux des processus est payant lorsqu’il s’agit d’utiliser des paramètres clés pour atteindre les objectifs de qualité des produits tout en tirant profit du processus.
Les profits : un équilibre délicat
Disposer de données précises sur des paramètres tels que l’humidité du beurre, les protéines du fromage frais, le rapport matière grasse/protéines dans le lait de fromage, etc., permet un contrôle plus étroit et conforme aux objectifs de production prédéfinis. Cela permet d’optimiser l’utilisation des matières premières et de réduire le gaspillage de composants coûteux. Bien que beaucoup de choses puissent être faites avec le contrôle manuel, c’est lorsque les systèmes automatisés, travaillant sur un flux continu de données du processus, commencent à fonctionner que les résultats commencent vraiment à s’afficher. « Pour au moins certains des processus, principalement les tours de séchage de poudre, nous utilisons en fait ce que nous appelons l’APC, c’est-à-dire un contrôle de processus entièrement automatique », explique René.
Il explique comment les gains offerts par les systèmes de contrôle automatisés sont les plus évidents lorsque l’on navigue dans les marges très réduites de la production laitière actuelle. Par exemple, l’une des lignes de production avec lesquelles il a travaillé produit environ 75 000 tonnes de fromage blanc par an. À ce volume, de petits ajustements de la teneur en matière grasse de 0,1 % peuvent avoir un impact considérable sur les bénéfices sans affecter les normes de qualité prédéfinies. Le perméat produit en outre des gains de suivi. « Quel que soit le prix de la matière grasse au kilo, la valeur concernée est impressionnante – c’est si rapide », explique René.
Les vaches et l’herbe
Lorsque l’on travaille avec des volumes aussi importants et des marges aussi étroites, l’ensemble du système de contrôle doit fonctionner parfaitement, jour après jour, ce qui donne naturellement beaucoup d’importance aux données traitées et aux les capteurs qui fournissent ces données. « Nous avons besoin des réponses pour montrer en permanence la bonne valeur à l’opérateur afin qu’il puisse ajuster ce processus », explique René.
Pour les paramètres tels que l’humidité, la matière grasse, les protéines, etc., la sonde en question est invariablement un instrument d’analyse spécialement conçu pour fonctionner dans l’environnement du procédé. Mais disposer du bon matériel d’analyse est une chose, l’autre est de s’assurer qu’il est toujours correctement étalonné. « Je ne pense pas que la technologie soit véritablement le facteur limitant. Je pense qu’il s’agit plutôt de l’ajustement de l’étalonnage et de la modélisation », explique René. « Nous vérifions et ajustons les étalonnages en fonction des changements de qualité du lait qui se produisent lorsque les vaches se déplacent sur l’herbe au printemps. Et c’est cette variation que vous souhaitez intégrer dans le modèle de prédiction. Il est si important que le modèle d’étalonnage inclue des échantillons issus de la production réelle. Vous pouvez toujours avoir un modèle de prédiction standard avec des données génériques provenant du monde entier, mais le modèle est bien meilleur si vous disposez des données concrètes de la production. »
Bâtir sur du solide
Si l’on considère l’ensemble de l’équipement et des données à gérer, il peut paraître difficile de faire fonctionner ces systèmes de pointe pour le contrôle des procédés, contrevenant ainsi au principe même de réduction de la charge de travail des personnes qui gèrent les usines de production laitière d’aujourd’hui. Mais une fois de plus, la technologie vient à la rescousse. Par exemple, en utilisant les dernières technologies de mise en réseau et de connectivité, un système a été mis en place pour surveiller tous les modèles d’étalonnage sur tous les instruments afin que les données générées soient constamment évaluées par rapport aux résultats du laboratoire de référence.
Il s’agit d’une approche qui promet d’élever les normes en aidant peu de main-d’œuvre à gérer le contrôle des processus dans toute l’organisation. « Nous avons 60 sites différents et vous savez, nous ne procédons pas toujours de la même façon sur tous les sites », explique René Klinge Iwang. « C’est donc un grand défi, de toujours s’adapter, de regarder ce que nous faisons aujourd’hui et ce que nous pouvons faire mieux demain. »
