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Solvay et Siemens dessinent l’usine du futur à Chalampé

Solvay et Siemens dessinent l’usine du futur à Chalampé

Créée il y a 60 ans, la plate-forme industrielle de Chalampé constitue le plus gros site européen de chimie dédié à la fabrication de sel de nylon et ses intermédiaires. Elle s'étend sur 127 hectares et regroupe 1 000 salariés.

© Solvay

A Chalampé dans le Haut-Rhin, la plate-forme industrielle Solvay/Butachimie a entamé un chantier d’envergure : le basculement de son système de contrôle commande actuel vers un nouveau système. Le projet, de 30 millions d’euros, a débuté il y a 5 ans et doit prendre fin en 2023. Pour relever ce défi, le site industriel s’est tourné vers Siemens. Le groupe allemand s'appuie sur différents outils numériques, dont le logiciel Simit qui permet de créer un jumeau virtuel des différents ateliers. Reportage.

Usine du futur, usine 4.0, usine connectée… Qu’importe son nom, le concept d’usine intelligente s’est depuis quelques mois largement invité dans le paysage médiatique. Mais à quoi ressemble l'usine de demain ? Siemens a voulu donner un exemple concret avec la plate-forme industrielle de Solvay/Butachimie à Chalampé en Alsace, dont les chiffres donnent rapidement le vertige : 127 hectares, 1 000 salariés, 1,8 million de tonnes de produits manipulés et 50 millions d’euros d’investissement annuels. Créée il y a 60 ans, elle constitue le plus gros site européen de chimie dédié à la fabrication de sels de nylon et ses intermédiaires. La plate-forme est articulée autour de deux pôles de production : l’un opéré par Solvay, le second par Butachimie, une joint-venture codétenue par le chimiste belge Solvay et l’américain Invista.

Des contraintes de production extrêmement fortes

Lundi 26 octobre, le site industriel, classé Seveso, a ouvert exceptionnellement ses portes à la presse pour faire part d’un projet de modernisation d’envergure. Baptisé Mire, il représente un budget de 30 millions d’euros et vise à réaliser la migration de l’ensemble du système de contrôle commande actuel (RS3 d’Emerson) vers la solution PCS 7 de Siemens, en prenant en compte une contrainte majeure : le site fonctionne 24h/24, 7 j/7 et 365 j/365. Seule une coupure règlementaire de trois semaines intervient tous les trois ans.

Mais pourquoi vouloir opérer un tel basculement ? « Nous nous sommes rendus compte que le temps faisait son œuvre et que le système était frappé d’obsolescence », explique Carl Patois, gérant de la société Butachimie, avant de préciser : « Le matériel fonctionnait, mais nous n’avions plus de garantie pour les pièces de rechange et l’assistance technique ». Partant de ce constat, Butachimie et Solvay se sont tournées vers Siemens en 2010 pour entamer le projet Mire. Etalé sur 12 années et découpé en 21 vagues, il comprend également un contrat de maintenance de vingt années supplémentaires. « Pour relever ce challenge, Siemens s’est associé à Actemium qui a apporté son savoir-faire sur la configuration des systèmes », précise Benjamin Cognet, en charge chez Siemens du compte Solvay. Au total, la mission mobilise une dizaine de collaborateurs chez Siemens et une trentaine chez Actemium.

Une conduite mixte pour une migration en douceur…

Pour assurer la migration sans affecter le rythme de production, les équipes ont choisi d’adopter, dans la majorité des cas, une "conduite mixte", où cohabitent les deux systèmes, l’ancien et le nouveau. Pour cela, Siemens a dû développer un driver spécifique afin que les nouveaux éléments de supervision de Siemens, installés dans un premier temps, puissent fonctionner avec les automates initialement déployés par Emerson. L’installation des nouveaux automates s’effectue, quant à elle, dans un second temps.

Dans les détails, la migration d’un système s’effectue en plusieurs étapes. Les informaticiens doivent d'abord lire puis traduire l’ancien système de manière littérale. Le document issu de cette traduction est alors validé, point par point, par les équipes. Une fois acté, ce document devient alors le cahier des charges des équipes Siemens/Actemium, qui peuvent alors reprogrammer le nouveau système.

… et un jumeau numérique pour une migration fiable

Pour s’assurer que ce nouveau système ne mette pas en péril la production du site lors de la remise en service, Siemens s’est appuyé sur son outil de simulation numérique Simit, qui permet de contrôler et de tester virtuellement l’intégralité du système de contrôle commande avant de basculer vers l’installation réelle. Le logiciel Simit déployé sur le site repose actuellement sur deux niveaux de simulation : celui des entrées et sorties et celui des composants (capteurs et actionneurs). « Lorsque Simit reçoit une donnée en entrée, il va créer un objet miroir pour envoyer le message retour », détaille Benjamin Cognet. Grâce au "jumeau numérique" des différents ateliers, les équipes peuvent alors se rendre compte des modifications à effectuer sur certaines boucles ou encore visualiser d’éventuels impacts qui n’avaient pas été imaginés. Dans la salle de contrôle de production des acides adipiques de Solvay, une partie des machines a déjà migré sur le nouveau système. « Nous avons observé zéro jour de retard dans la production, zéro incident de sécurité, zéro non-conformité et zéro incident environnemental » assure Nicolas Vansante, responsable d’exploitation de la plate-forme adipiques.

Dans la salle de contrôle de production des acides adipiques de Solvay,
une partie des opérateurs travaille désormais sur le nouveau système de contrôle commande.

Ces ateliers numériques visent également à améliorer la formation des opérateurs. Sur ce point, Carl Patois n’a pas hésité à faire un parallèle avec le monde de l’aéronautique : « Nous avons pour ambition de former nos opérateurs comme nous formons des pilotes de ligne », a-t-il assuré en expliquant que ces doubles virtuels pouvaient être utilisés pour des exercices d’entraînement et pour simuler des incidents.

Demain, un avatar pour optimiser les opérations de maintenance

La formation est une question sur laquelle le groupe allemand s’est déjà largement penché. Grâce aux données récoltées par son logiciel Comos, Siemens a développé un simulateur 3D de réalité virtuelle. Baptisé Walkinside, le dispositif est d’ores et déjà déployé chez Total et sur certaines plates-formes pétrolières. « Aujourd’hui, nous l’utilisons surtout pour la formation, mais l’objectif est de le faire évoluer dans une logique de maintenance », avance Vincent Jauneau, vice-président de Siemens France. L’idée serait de permettre aux opérateurs de maintenance de travailler avec leur avatar pour intervenir le plus rapidement possible sur une zone spécifique d'un site ou en multi-sites.

Avant de se lancer éventuellement dans une telle initiative, le site de Chalampé doit encore poursuivre la migration de son outil de pilotage informatique. Sur 21 vagues, 12 ont d’ores et déjà été réalisées. « Le projet n’est qu’à mi-chemin, mais on peut d’ores et déjà dire qu’il s’agit d’un succès » s’est félicité Savino Léone, le directeur du site. 

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