Automatisme et procédés industriels agroalimentaires

Les industries alimentaires constituent une industrie de transformation et de mise en forme de produits. Il y est essentiel de maîtriser chaque étape de cette transformation, afin d’être certain d’apporter, au meilleur coût, la transformation attendue, en assurant la constance de cette production. L’industrialisation des industries alimentaires est relativement récente et l’amélioration des pratiques industrielles est passée, comme pour beaucoup d’autres industries de procédés, par un certain nombre d’étapes. Toutes ces étapes ont permis la mise en œuvre plus ou moins poussée des technologies et sciences du traitement de l’information, dont l’automatique. Parfois novateurs, parfois en retard, les différents secteurs des industries alimentaires accompagnent les progrès des sciences et techniques dans un cadre difficile de par les caractères particuliers de ces industries. Néanmoins, il s’agit avant tout d’industries de procédés et, à ce titre, elles relèvent des mêmes concepts et particularités que les autres secteurs comme les industries pharmaceutiques, cosmétiques ou la chimie fine.

Néanmoins, les industries alimentaires recouvrent en réalité un spectre très vaste de filières différentes, aussi bien quant au type de produits manipulés qu’au type de transformation générée. La caractéristique commune à ces filières est probablement de générer un produit fini qui sera consommé. Il importe alors qu’un certain nombre de propriétés soient identifiables par le consommateur pour garantir ces qualités. Mais ces propriétés d’usage, essentielles car immédiatement perçues par le consommateur, s’accompagnent d’autres propriétés masquées pour l’utilisateur final. Les propriétés nutritionnelles, sanitaires, technologiques doivent en effet être garanties. C’est sans doute cette multidimensionnalité des propriétés du produit en cours de transformation ou fini qui donne les aspects spécifiques des industries alimentaires. Le moyen d’obtention de ces propriétés est le procédé (ensemble des moyens technologiques et de leurs règles de conduite qui permettent de conférer, ou d’inhiber, des propriétés à un produit alimentaire). Plusieurs étapes jalonnent la vie d’un procédé. La conception relève pleinement du génie des procédés et des sciences connexes qui sont mobilisées. Mais une fois conçu, le procédé doit être exploité. Cette exploitation est de fait l’étape marquante de la vie du procédé. Améliorer sans cesse les conditions d’exploitation, les maîtriser, constitue les clés de la rentabilité d’un système de fabrication quel qu’il soit. Dans des industries où les marges sont faibles, où la variabilité des matières premières est grande, il s’avère nécessaire, voire indispensable, d’adjoindre des fonctions de conduite plus ou moins élaborées aux procédés. Cette démarche relève de l’automatisation ou, dans une acception plus large, d’études de conduite, de contrôle et de commande de procédés alimentaires.

Des besoins en sécurité d’une part et en rationalisation des chaînes de transformation d’autre part ont introduit la nécessité d’assurance qualité, qui donne une place de plus en plus grande au contrôle qualité, au plus près de la fabrication. Enfin, la législation évolue rapidement et nécessite des adaptations passant elles-mêmes par une maîtrise plus grande des transformations subies par le produit alimentaire. Cet état ne doit pas faire oublier les préoccupations des consommateurs que les événements récents ont encore mis en exergue et dont la conséquence industrielle est la gestion et la maîtrise des risques.

Comment aborder l’automatisation d’un procédé dans les industries alimentaires ? Comment comparer des solutions, les mettre en œuvre ? Pour répondre à ces questions, cet article propose une définition des industries alimentaires et de leurs procédés selon le point de vue de l’automaticien et discute les différents aspects qui couvrent les méthodes et les outils de cette science appliqués aux procédés. Il propose des méthodes, des voies d’approche des différents problèmes qu’il convient d’aborder et de résoudre pour réaliser l’automatisation d’une opération unitaire ou d’un procédé alimentaire : les capteurs de mesure, la commande automatique et les stratégies de supervision. Toute la construction de ces démarches et la mise en œuvre des outils qui y sont associés est construite sur les connaissances des produits, des voies de transformations utilisées et des sciences du génie des procédés.