@SURTITRE:CHIMIE INDUSTRIELLE

@TITRE:Mieux modéliser

pour mieux piloter

@CHAPO:Le progrès des réseaux et des logiciels permet de modéliser, sur toute leur durée de vie, des processus complexes. Objectifs principaux: réactivité et fiabilité.

@TEXTE:@INTER:Modéliser... la blanquette de Limoux

@TEXTE:La chimie ne sent pas toujours le pétrole ou le chlore! Et l'industrie vinicole fait appel à des technologies avancées. En témoigne le modèle élaboré par trois laboratoire du Languedoc (Cemagref, Imeca, Eeri/Leri) avec les Caves du Sieur d'Arques à Limoux. L'équipe a réalisé un modèle de fonctionnement d'une cave vinicole, basé sur un modèle hiérarchisé. La précision des résultats obtenus conduit à développer le modèle pour l'appliquer à l'ordonnancement quotidien des opérations. Pendant la période des vendanges, l'oenologue gère des ressources telles que le personnel, les équipements de traitement et la puissance de réfrigération. L'écologie oblige aujourd'hui de prendre aussi en compte les coûts de dépollution: réduction des rejets comme de la consommation d'eau. Le modèle lui permet de prévoir et de tirer le meilleur parti de la vendange.

La puissance des ordinateurs et les capacités des bases de données permettent de modéliser une partie de plus importante du cycle de vie d'une unité de production, qui dure de 5 à 15 ans entre depuis sa conception en laboratoire jusqu'à son démantèlement. La modélisation progresse aussi en complexité. Elle sait prendre en compte, par exemple, des écoulements combinés de liquides et de solides (écoulements diphasiques). Ou encore, elle sait calculer à la fois les réactions chimiques (changements moléculaires et thermiques) et la dynamique des fluides (pressions, écoulements...). La modélisation peut devenir assez complète pour qu'on parle de brasserie virtuelle, comme l'a réalisé Hoskyn (groupe Cap Gemini Sogeti) pour la brasserie Bass (LMI du 3/11/95)

@INTER:Aider le chef de quart et l'ingénieur

@TEXTE:La gestion des connaissances perfectionne au fil des ans ses apports aux pilotes de procédés. Au CEA, par exemple, le réacteur de recherche Siloe dispose du système à base de connaissances Alexis (présenté au colloque IA 95). Il traite du procédé, des savoirs, des savoir-faire concernant les parties essentielles de l'installation: épuration, piscine, refroidissement, coeur et radioprotection. Il doit pouvoir mettre ces données en oeuvre "intelligemment" pour fournir des informations pertinentes dans une situation donnée. Il s'agit d'aider le chef de quart et l'ingénieur de fonctionnemnet, aussi bien en conduire normale que lors d'un incident. Mais non de les remplacer: l'outil est à la fois autonome n'a aucune action automatique sur le procédé.

Les données reçues de l'unité pilotée passent par des phases d'homogénéisation, de filtrage et de validation. Elles mettent à jour les informations sur l'état de l'installation. En cas de défaillance, un diagnostic établit des hypothèses de défaillance. En situation de crise, cette opération reste autonome. En temps ordinaire, le système améliore ses compétences, par exemple en demandant à l'opérateur la confirmation ou l'infirmation d'une hypothèse. Enfin, l'archivage de données sur de longues périodes (historisation) permet de revenir à tout moment sur le passé et de soutenir la prédiction, notamment les conséquences des actions de l'opérateur ou d'une défaillance.

Réalisé en partenariat avec Itmi-Aptor, le projet s'était donné trois contraintes: transfert de compétences, réutilisabilité pour pouvoir le transférer sur des installations similaires, temps de réponse compatibles avec les contraintes d'exploitation.

@INTER:Centraliser et distribuer les données

@TEXTE:En matière de pilotage proprement dit, le progrès passe par une vue de plus en plus globale des usines, voire des groupes d'usine. Solvay (pétrochimie et soude), a construit une architecture élaborée avec le produit de Cimview, de Cimtech. Appuyé principalement sur des PC en réseau, ce système reprend le concept de centralisation apporté il y a quelques années par le CIM (Computer integrated manufacturing), mais sacrifie sa structure pyramidale au profit d'un bus applicatif. On distingue d'une part les systèmes de bas niveau (réseaux d'automates, systèmes numériques de contrôle commande), supportés par des PC ou des mini-ordinateurs (Vax ou RS C6000). De l'autre, les outils de supervision à disposition des opérateurs et les outils de suivi en temps différé: contrôle qualité, maintenance, production, analyse, modélisation. Les données se gèrent de manière centralisée mais restent réparties sur les différents processeurs pour optimiser les accès et la sécurité. L'emploi d'Ada apporte à la fois la fiabilité, le support multi-plateformes et la continuité dans le temps.

Ce principe d'architecture date d'une dizaine d'années (Voir notre reportage aux Ciments français, LMI du 9/3/87). Il s'est peu à peu étoffé en tirant parti du progrès des réseaux, des systèmes d'exploitation et des bases de données relationnelles.

Cimtech en propose maintenant une nouvelle extension, baptisée Cimwork. Au bus précédent (orienté vers les bas niveaux) s'en ajouté un deuxième, qui relie l'ensemble à la gestion proprement dite. Et les applicatifs de pilotage sont en quelque sorte pris en sandwich entre les deux bus.

@INTER:Rendre plus sûr... au risque de la schizophrénie

@TEXTE:Les gains ne vont pas toujours sans contre-partie. Jean-Pierre Signoret (Elf Aquitaine) a mené l'an dernier une enquête sur la "sûreté de fonctionnement et les systèmes électroniques et informatiques". Ils lui apparaissent, de ce point de vue, comme... schizophrènes. "En effet, s'ils améliorent considérablement la sûreté de fonctionnement des installations, ils introduisent tout aussi indéniablement de nouveaux problèmes difficiles à maîtriser".

Ces systèmes font des progrès fulgurants, car ils présentent nombre d'avantages. La régulation gagne en précision et en rapidité. Elle peut conduire la production en tenant compte des cours des différents produits obtenus en sortie de raffinage, par exemple. Le pilotage peut utiliser des méthodes algorithmiques mais aussi des techniques basés sur le flou (deux systèmes installés dans le groupe), des systèmes experts (trois systèmes) ou des réseaux de neurones (expérimentation). Les défauts se localisent plus vite. Les pannes se font rares.

Hélas les inconvénients se multiplient. La petite taille des écrans donne l'impression de voir les unités comme à travers un trou de serrure. Pendant le démarrage ou les phases délicates de l'exploitation, on peut voir les opérateurs s'agglomérer et se gêner autour de certains postes de travail.

Un outil sophistiqué facilite le pilotage en situation normale, mais, en cas de difficulté, les opérateurs peuvent avoir de grandes difficultés à comprendre ce qui se passe, "surtout lorsque cela se produit après une grande période où rien ne s'est passé". De plus, les réseaux conduisent à piloter les unités à partir de salles situées parfois à une grande distance. L'opérateur ne voit plus rien directement. L'information appauvrie que lui fournit l'ordinateur le conduit "à faire fonctionner son installation plus durement". Le multimédia, complétant l'outil informatique par l'image et le son pourrait pallier ces défauts, mais "pour l'instant, il semble que l'on ne sache pas très bien comment s'en servir". Cependant la Cogema, à son usine de La Hague (retraitement de combustibles nucléaires), a poussé loin cette utilisation du multimédia avec sa documentation multimédia (Cogemo, voir LMI du 12/5/95). Il faut dire qu'ici la nature même de la production oblige à séparer radicalement les humains et les processus en cours.

@INTER:Gestion de production... le règne de SAP

@TEXTE:Enfin, aux hauts niveaux de l'architecture applicative, la gestion de production en chimie présente des difficultés que ne connaît pas la mécanique: les quantités produites ne correspondent pas toujours aux prévisions. D'un pétrolier à l'autre, d'un camion citerne à l'autre, des différences de composition, en partie indétectables, donnent des résultat différents. C'est pourquoi les progiciels conçus pour les industriesLa modélisation peut devenir assez complète pour qu'on parle de brasserie virtuelle, comme l'a réalisé Hoskyn (groupe Cap Gemini Sogeti) pour la brasserie Bass (LMI du 3/11/95)

mécaniques, ou un boulon et un boulon font deux boulons (rebuts exceptés) ne s'adaptent pas toujours bien. L'intégré SAP, né dans la grande industrie chimie allemande, trouve donc là un terrain de prédilection, désormais au niveau mondial.

Pour la gestion comme pour le pilotage en temps réel des usines, le point d'équilibre entre centralisation et autonomie des unités évolue constamment. Les architectures ouvertes facilitent le partage des données sans pour autant mettre toute usine à la merci d'une défaillance informatique. @SIGNATURE:Pierre.Berger@lmi.fr

@LEGENDE PHOTO:La dimension des installations chimiques exige à la fois centralisation et répartition des données et des moyens de supervision

@ENCADRE TITRE:FORUM INFORMATIQUE ET CHIMIE

@ENCADRE TEXTE:Du 16 au 18 avril se tiendra à Paris (Maison de la chimie) le forum Infomatique et Chimie. Au programme des sessions comme sur les stands de l'exposition: simulation de procédés, conception et gestion optimale de procédés, l'informatique au laboratoire.

Du 25 au 26 avril, un autre forum, au même endroit, se consacrera aux problèmes d'écologie sur le thème "La contribution de l'industrie chimique au développement durable".