Bibliographie & annexes
Présentation
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RÉSUMÉ
Cet article cherche à démonter l’intérêt des techniques de simulation et d’optimisation en ordonnancement et conception, à travers deux applications, un atelier de production de protéines et un atelier industriel multiproduit de chimie fine. Dans le contexte actuel, la mise sur le marché d’un nouveau produit ne se fait qu’au prix de phases de recherche et développement coûteuses. Les outils de simulation et d’optimisation représentent un soutien efficace et précieux tout au long du cycle de vie de développement d’un produit.
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Catherine AZZARO-PANTEL : Professeur à l’ENSIACET-INPTLaboratoire de Génie Chimique UMR CNRS 5503
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Adrian DIETZ : Maître de Conférences à l’ENSIC-INPLLaboratoire des Sciences du Génie Chimique
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Serge DOMENECH : Professeur à l’ENSIACET-INPTLaboratoire de Génie Chimique UMR CNRS 5503
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Luc PIBOULEAU : Professeur à l’ENSIACET-INPTLaboratoire de Génie Chimique UMR CNRS 5503
INTRODUCTION
L’objectif de ce dossier est de montrer à travers deux exemples d’application tout l’intérêt des techniques de simulation et d’optimisation en ordonnancement et conception d’ateliers, dans un contexte où le développement et la commercialisation d’un nouveau produit impliquent des activités de recherche et développement complexes et coûteuses : ainsi, dans le domaine pharmaceutique, on peut mentionner des contraintes strictes liées à la nécessité d’établir les dossiers d’autorisation de mise sur le marché et l’abandon de très nombreux produits au cours du développement, après avoir subi des essais cliniques. Les outils de simulation et d’optimisation de procédés discontinus constituent donc une aide efficace tout au long du cycle de vie du développement du procédé, de la production et de la commercialisation du produit. Les cas d’études retenus concernent un atelier de production de protéines, qui sert de fil rouge pour les études en ordonnancement et conception ainsi qu’un atelier industriel multiproduit de chimie fine pour une application en remodelage.
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Conclusion
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6. Remodelage d’ateliers
6.1 Contexte
Rappelons que le remodelage (ou retrofit en anglais), consiste à adapter un atelier existant, assurant déjà la production, à un nouvel environnement. En général, il consiste en une augmentation de la demande pour un, voire tous les produits élaborés, ou en l’inclusion d’un nouveau produit à fabriquer. Il conduit à la détermination de la configuration d’atelier pouvant faire face aux nouvelles conditions prenant en compte les ressources disponibles dans l’atelier existant. En pratique, il consiste à déterminer le nombre et la taille des équipements à ajouter à l’atelier initial, afin d’assurer la nouvelle production.
L’exemple d’illustration est un atelier multiproduit industriel. Les différentes étapes de la procédure, déjà appliquée pour l’exemple de bioindustries sont explicitées d’une manière plus succincte pour des raisons de confidentialité.
Dans cet exemple, des temps opératoires figés issus de résultats d’une étude préliminaire ont été utilisés. Cela enlève certes une part de généralité à la méthodologie qui vient d’être proposée mais montre par ailleurs comment elle peut être adaptée à des cas a priori plus simples et s’appliquer au problème de remodelage d’un atelier.
HAUT DE PAGE6.2 Présentation de l’exemple
L’exemple est issu d’un atelier multiproduit élaborant généralement quatre produits différents. Pour des raisons de confidentialité, ne sont pris en compte que deux des quatre produits, appelés respectivement A1 et B2.
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Synthèse du produit A1
Le produit fini est une solution de A1 avec une concentration massique donnée.
Pour la configuration actuelle de l’atelier, la capacité de production instantanée estimée pour un régime nominal et corrigée d’un facteur de sécurité de 0,9, est de 2 000 kg/j. La figure 13 présente le diagramme général de fabrication où les produits chimiques intervenant dans le procédé ont été notés C, J, H, T et W pour des raisons de confidentialité.
A1 est obtenu par coulée...
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Remodelage d’ateliers
BIBLIOGRAPHIE
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(1) - MONTAGNA (J. M.), VECCHIETTI (A. R.), IRIBARREN (O. A.), PINTO (J. M.), ASENJO (J. A.) - Optimal design of protein production plants with time and size factor process models. - Biotechnol. Prog., 16, 228-237 (2000).
-
(2) - DIETZ (A.), AZZARO-PANTEL (C.), PIBOULEAU (L.), DOMENECH (S.) - A Framework for Multiproduct Batch Plant Design with Environmental Consideration : Application To Protein Production. - Industrial Engineering and Chemistry Research, 44, p. 2191-2206 (2005).
-
(3) - BÉRARD (F.), AZZARO-PANTEL (C.), PIBOULEAU (L.), DOMENECH (S.), NAVARRE (D.), PANTEL (M.) - Towards an incremental development of discrete-event simulators for batch plants : use of object-oriented concepts. - Comm. Escape 9, Budapest, (Hongrie) 31 Mai – 2 Juin, 1999, Comp. And Chem. Eng. Supplements, p. S565-S568 (1999).
-
(4) - COLLETTE (Y.), SIARRY (P.) - Optimisation multiobjectif. - Eyrolles, ISBN : 2-212-11168-1.
-
(5) - BURGESS (A.), BRENNAN (D.) - Application of life cycle assessment to chemical processes. - Chemical Engineering Science, Volume 56/8, p. 2589-2604 (2001).
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