Présentation
EnglishRÉSUMÉ
L’exigence de qualité et de sécurité attendue d’un aliment est forte et nécessite de combiner des critères nombreux, difficilement atteignables par des approches simples. La recherche de productivité et de compétitivité qui assurent un prix d’aliment produit par l’industrie est forte. Ces deux exigences impliquent que l’automatisation, soit pour se substituer à l’humain soit pour l’assister dans ses décisions, est nécessaire. Sont décrites les méthodes, les approches, les concepts tout comme les grandes voies technologiques mises en œuvre pour automatiser le secteur des industries alimentaires.
Lire cet article issu d'une ressource documentaire complète, actualisée et validée par des comités scientifiques.
Lire l’articleAuteur(s)
-
Gilles TRYSTRAM : Docteur – Professeur à AgroParisTech - Université Paris-Saclay, INRAE, AgroParisTech, UMR SayFood, Massy, France
INTRODUCTION
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 des 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.
Les industries alimentaires recouvrent en réalité un spectre très vaste de filières différentes, aussi bien au regard du type de produits manipulés qu’à celui du type de transformations générées. Il importe qu’un certain nombre de propriétés soient identifiables par le consommateur pour garantir ces qualités. Cependant, 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 diversité de propriétés de l’aliment en cours de transformation ou fini qui caractérise 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. 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 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, comment 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 différentes problématiques 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.
VERSIONS
- Version archivée 1 de déc. 2002 par Gilles TRYSTRAM
DOI (Digital Object Identifier)
Cet article fait partie de l’offre
Agroalimentaire
(260 articles en ce moment)
Cette offre vous donne accès à :
Une base complète d’articles
Actualisée et enrichie d’articles validés par nos comités scientifiques
Des services
Un ensemble d'outils exclusifs en complément des ressources
Un Parcours Pratique
Opérationnel et didactique, pour garantir l'acquisition des compétences transverses
Doc & Quiz
Des articles interactifs avec des quiz, pour une lecture constructive
Présentation
6. Conclusion
Les réalisations actuelles montrent bien que, même si la connaissance est imparfaite, si les modèles sont incomplets ou si les capteurs sont parfois défaillants, les progrès permis par les automatismes sont significatifs. Les méthodes établies dans les laboratoires sont nombreuses et il existe le plus souvent des outils adaptés aux problèmes rencontrés. L’essentiel est de maîtriser la méthode qui conduit, par une ingénierie maîtrisée, à une solution valide et fiable au niveau industriel.
Le potentiel de l’automatique est considérable et ne peut pas être négligé dans l’optique de l’amélioration des outils de production. Quelques exemples ne peuvent pas illustrer de manière exhaustive le champ étendu des applications effectives et potentielles. Toute application réussie prend sa source dans l’approche construite sur la base de la compréhension du procédé, de ses besoins et de ses contraintes. Le challenge de l’utilisation des techniques d’automatisation au service du procédé appartient donc avant tout aux utilisateurs et aux concepteurs de procédés.
Si les concepts classiques de l’automatique sont suffisants dans un cadre d’application où les contraintes sont sévères, il nous semble utopique de penser que tout est, ou sera, mesurable. De même, il est clair que l’on ne sait pas tout et il reste des opérations quotidiennement utilisées dont on ne connaît pas les mécanismes mis en jeu. L’humain reste une clé essentielle avec laquelle l’automatisme devra savoir coopérer (comme élément de mesure ou partie du système de décision). Construire des systèmes coopérants est un objectif important pour le contrôle des opérations des IAA.
Dans l’optique de la maîtrise du procédé de transformation, du contrôle qualité ou de l’assurance qualité, le capteur constitue un maillon essentiel, catalyseur de nombreux progrès. Cette présentation vise à démontrer que les capteurs de mesure ne constituent pas un frein trop limitant en industries alimentaires. De nombreuses voies de solutions sont envisageables. Néanmoins, il est important de garder certaines difficultés présentes à l’esprit. Le problème ne peut être résolu que par des approches pluridisciplinaires. Le champ des compétences est vaste et des équipes doivent être constituées pour ces études. La formation est indispensable et doit contribuer à la prise en compte du capteur comme un des éléments...
Cet article fait partie de l’offre
Agroalimentaire
(260 articles en ce moment)
Cette offre vous donne accès à :
Une base complète d’articles
Actualisée et enrichie d’articles validés par nos comités scientifiques
Des services
Un ensemble d'outils exclusifs en complément des ressources
Un Parcours Pratique
Opérationnel et didactique, pour garantir l'acquisition des compétences transverses
Doc & Quiz
Des articles interactifs avec des quiz, pour une lecture constructive
Conclusion
BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - CERR (M.) - Instrumentation industrielle. - Technique et Documentation, tomes 1 et 2 (1980).
-
(2) - BIMBENET (J.J.), TRYSTRAM (G.) - Évolution du génie industriel alimentaire. - Ind. Agr. Alim., 7 p., novembre 1993.
-
(3) - TRYSTRAM (G.), COURTOIS (F.) - Auto-matique et industries alimentaires, quelques avancées, perspectives et limites. - Ind. Agr. Alim., p. 21-32, juin 1998.
-
(4) - KRESS ROGERS (E.) - Instrumentation and sensors for the food industry, - Butterworth Heinemann, Oxford, 750 p. (1993).
-
(5) - TRYSTRAM (G.), DUMOULIN (E.) - Process control in the food industry. - In Engineering and food, Spiess et Schubert, Elsevier Londres, vol 1, p. 705-718 (1990).
-
(6) - BOUDRANT (J.), CORRIEU (G.), COULET (P.) - Capteurs...
Cet article fait partie de l’offre
Agroalimentaire
(260 articles en ce moment)
Cette offre vous donne accès à :
Une base complète d’articles
Actualisée et enrichie d’articles validés par nos comités scientifiques
Des services
Un ensemble d'outils exclusifs en complément des ressources
Un Parcours Pratique
Opérationnel et didactique, pour garantir l'acquisition des compétences transverses
Doc & Quiz
Des articles interactifs avec des quiz, pour une lecture constructive