Des images 3D en temps réel de l’intérieur des tuyaux

L’obtention d’images tridimensionnelles de l’intérieur des tuyaux et des réservoirs intéresse de nombreuses industries de transformation et tout particulièrement l’industrie de la pâte et du papier. Il n’est donc pas surprenant que la société finlandaise Numcore Oy qui a développé un instrument de mesure faisant appel à la tomographie d’impédance et capable de génèrer en temps réel des images 3D, ait reçu le Trophée d’Or ATIP 2010 de l’Innovation des Technologies Papetières en France.

Pour les applications dans l’industrie papetière, la société s’est concentrée jusqu’à présent sur l’optimisation de l’utilisation des cassés de fabrication. L’étape de dosage des cassés constitue, en effet, un élément important de la production de papier : la génération des cassés de fabrication est inévitable et les variations dans leur dosage, particulièrement quand il s’agit de cassés couchés, peuvent perturber le fonctionnement de la partie humide.

L’instrument de mesure a été installé, à titre d’essai, dans quelques usines de pâte à papier et de papier cannelure pour carton ondulé. En plus d’être connecté aux systèmes de contrôle internes des usines, il est également relié au système informatique de Numcore. L’instrument de mesure est un capteur de débit CoreApus dont les électrodes mesurent, en continu, les différences de conductivité électrique des différentes phases de la masse en écoulement. L’obtention de l’image tridimensionnelle nécessite toutefois un calcul d’inversion, une modélisation mathématique très avancée qui constitue le cœur de métier de Numcore.

« Les installations pilotes sont pour nous des outils très importants de développement de produits, car les données de mesure obtenues nous permettent de repérer les corrélations entre les variations de la masse en écoulement et certains problèmes spécifiques au cours de la production. Cela nous a aidés à développer la modélisation de façon à pouvoir exploiter les données générées par l’instrument de mesure directement pour régler le processus de production et en augmenter l’efficacité » constate Jukka Hakola, Directeur commercial de Numcore.

Le dosage des cassés inspecté à la loupe

L’une des usines pilotes est l’usine de pâte à papier de Veitsiluoto de Stora Enso située à Kemi, au nord de la Finlande, où l’instrument de mesure de Numcore a été installé à l’étape de dosage des cassés de la PM5, fabriquant du papier pour magazine. Les cassés de fabrication se composent de cassés de papier de base et de cassés couchés.

« Ici, nous avons la possibilité de régler tant le raffinage et la quantité totale des cassés que la proportion des cassés de papier de base et couchés de façon à améliorer la qualité du papier de base ainsi que la roulabilité de la machine », explique Jukka Hautamäki, responsable du développement des processus à l’usine de Veitsiluoto. Selon lui, les exigences envers l’instrument de mesure sont vraiment élevées, la machine étant déjà très opérationnelle. « La technologie de Numcore est facile à utiliser et l’installation du capteur dans le processus s’est déroulée sans aucun problème. Le capteur génère environ 20 indices, affichés sur l’écran de l’opérateur et pouvant être intégrés aux autres paramètres de la machine dans notre système d’analyse de processus Savcor Wedge. Cela nous permet de chercher des corrélations, par exemple entre le degré de blancheur du papier de base et un taux de raffinage donné des cassés. »

Durant le printemps, des essais supplémentaires seront menés et consisteront à modifier progressivement l’affinement des cassés. Les changements seront comparés aux indices générés par le système de mesure, à la qualité du papier de base et à la roulabilité de la machine. « Lors des essais, nous éprouverons la machine pour révéler ce que l’instrument de mesure voit en réalité. Les essais se termineront fin avril, après quoi nous pourrons juger de la performance de cet instrument face aux exigences spéciales de notre processus de production. Notre objectif final est d’automatiser le dosage des cassés à l’aide de l’instrument », constate Jukka Hautamäki.

Un important potentiel d’économies

La deuxième installation pilote est l’usine Powerflute Savon Sellu Oy, fabriquant du papier pour carton ondulé dans la ville de Kuopio, à l’est de la Finlande, où l’instrument de Numcore mesure le débit de la pâte partant de la caisse de mélange.

« Cet instrument de mesure nous a déjà permis de constater qu’il y a une corrélation claire entre certains changements du débit de la pâte et les brèches durant le processus de production. Plus nous serons en mesure de constater à un stade précoce la formation d’impuretés dans le processus qui conduiront à une brèche, plus nous pourrons ajuster efficacement le processus de façon à éviter la brèche », explique Martti Laatikainen Directeur d’exploitation de l’usine. Selon lui, l’usine est particulièrement préoccupée par les changements de la quantité de cassés et les variations de la quantité de fines particules dans la pâte. « Si cet instrument peut nous aider à détecter les raisons de brèches, cela nous fera bénéficier d’importantes économies chaque année. C’est pourquoi nous avons été heureux de participer à la mise au point de cet instrument de mesure », observe Martti Laatikainen.

M.C