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Ne gâchez plus le polyuréthanne !

Nadège Aumond

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Un dispositif réduit les pertes de matières premières lors de la production de semelles de chaussures en polyuréthanne. Il pourrait être étendu à d'autres secteurs.

Les fabricants de semelles de chaussures en polyuréthanne (PU) peuvent enregistrer des pertes de matières premières s'élevant jusqu'à 20 %, tant la composition de ce matériau est versatile. Ces pertes, d'autant plus fâcheuses que la plupart des PU ne peuvent être refondus et reformés, représentent un véritable manque à gagner pour les industriels.

Cela devrait bientôt n'être plus qu'un mauvais souvenir grâce au dispositif de suivi des matières premières lors des étapes de mélange et de moulage, développé par les dix partenaires du projet européen Microshoe (des organisations de recherche et de fabrication grecques, espagnoles et italiennes). Le système, en passe d'être commercialisé, a été breveté par deux des partenaires espagnols.

Les étapes critiques de la production de PU, où les pertes sont les plus fréquentes, se situent au niveau du mélange des matières premières et du moulage permettant la mise en forme de la semelle, en raison de l'extrême sensibilité des matières premières à de multiples variables comme l'humidité ou la température.

Pour arriver à ses fins, le consortium a opté pour un système faisant appel à la technologie non-invasive des micro-ondes permettant un suivi précis des propriétés physiques et chimiques du PU lors de la production. « Cela n'a pas été une tâche facile car le PU est si sensible et réactif que la marge d'erreur dans la chaîne de production est très réduite », commente Enrique Montiel, directeur adjoint de l'Institut technologique espagnol de la chaussure.

Une série de contrôles dynamiques

Le collectif a sélectionné des capteurs hyperfréquences bon marché, précis et suffisamment petits pour pouvoir être installés dans les parois des moules afin de contrôler la densité de PU liquide. « La densité est l'un des paramètres clés qu'il faut surveiller de près. Des défauts peuvent apparaître très facilement et très rapidement, c'est la raison pour laquelle les fabricants ne se rendent compte d'un problème qu'une fois que les moules ont durci. C'est alors trop tard, d'où la nécessité de jeter la totalité du lot ! » explique Enrique Montiel.

Une première série de capteurs mesure de façon dynamique les changements qui s'opèrent dans les flux de matières premières ; une seconde série contrôle, également de façon dynamique, les différents degrés du processus de réticulation dans le mélange à l'intérieur du moule. Ces capteurs ne sont pas introduits dans chaque moule du carrousel mais seulement dans l'un d'eux, de façon à ce qu'à chaque tour complet du carrousel, le moule équipé reçoive un nouveau mélange.

Les principales difficultés ont été résolues pendant la phase exploratoire du projet. Les scientifiques ont dû commencer par établir la faisabilité de l'emploi de capteurs à micro-ondes et prouver que la précision serait suffisante pour détecter les contaminants dans les matières premières ainsi que pour suivre la progression de la réaction de solidification du PU. « Il nous a également fallu définir la corrélation entre les permittivités mesurées et les propriétés physico-chimiques qui nous intéressaient », poursuit Enrique Montiel. Autres écueils, la difficulté à obtenir des matériaux références pour calibrer les capteurs ou encore la géométrie complexe des moules qui a compliqué l'installation des capteurs.

Depuis 2004, les participants travaillent à la commercialisation du dispositif qui devrait intéresser un marché très étendu. « Il semble que nous n'ayons pas de concurrence. Nous pensons que cette technologie pourrait être vendue partout dans le monde et pas seulement aux fabricants de chaussures ! De nombreuses industries utilisent le PU, comme les fabricants de chaises, de moquettes ou même de joints d'étanchéité », s'enthousiasme le directeur adjoint.

EN BREF

Le système - Des capteurs hyperfréquences pour suivre les propriétés physiques et chimiques du PU lors de la production. Les atouts - Système de mesure non-invasif - Détection fine des contaminants dans les matières premières (< 0,1 %) - Contrôle précis du mélange des matières - Suivi en continu de la réaction de solidification - Interface adaptée à la surveillance de production

UN PROTOTYPE DÉJÀ BIEN AVANCÉ

Le prototype du système développé par le consortium Microshoe se compose d'un ordinateur, de capteurs hyperfréquences pour mesurer, d'une part, le bon mélange des matières premières (photo) et suivre, d'autre part, la solidification du PU, d'une base de données et d'un logiciel de traitement de données. Ce dernier bénéficie d'une interface conviviale adaptée à la fonction de suivi d'analyse des surveillants de production (données filtrées en conséquence).

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