Industrie 4.0 en salle blanche : une révolution ou simplement un mot à la mode ?

Ce que les exploitants de salles blanches de l'industrie automobile peuvent apprendre  

Tout parle de « l'Industrie 4.0 », même dans le contexte des salles blanches. Ce qui se cache derrière reste cependant souvent un peu flou. La clarté sera apportée par une visite du salon Cleanzone de cette année, le mardi et mercredi 8 et 9 novembre 2016, à Francfort-sur-le-Main.  

Dans la réalité, « l'Industrie 4.0 » signifie essentiellement : surveillance de l'état et contrôle des installations à l'aide de capteurs et de la collecte électronique de données, ainsi que leur traitement. Cela peut en fin de compte conduire à des systèmes auto-adaptatifs, ce qui, grâce à la mise en réseau au-delà de la production, peut également inclure l'entrée et la sortie des marchandises, la logistique, la facturation, le contrôle de gestion et bien plus encore. La philosophie de l'industrie 4.0 devient aujourd'hui tangible principalement dans les concepts d'automatisation, et elle mène directement au cœur du sujet en ce qui concerne la technologie des salles blanches. 

Un exemple des avantages d’un degré plus élevé d’automatisation est illustré par des tests d’intégrité de filtres améliorés, indispensables pour la garantie de la qualité de l’air dans chaque salle blanche — qu’elle se trouve dans le secteur pharmaceutique, des semi-conducteurs, de la chimie ou dans un autre domaine industriel.

Problème résolu : scan avec une meilleure reproductibilité et plus de rapidité

Pour une salle blanche fonctionnelle, les filtres installés jouent un rôle crucial. Même de petites fuites peuvent entraîner une augmentation de la concentration en particules. Il est donc essentiel de réaliser régulièrement des tests d’intégrité sur les filtres installés  

Lors du test de détection de fuite systématique, on scanne l’ensemble du système de filtration avec une sonde de mesure et on détecte également localement des concentrations accrues de particules. Sur les « zones suspectes », on applique à nouveau un aérosol de test et on mesure le nombre de particules à la fois du côté de l’air brut et de l’air pur, avec une sonde immobile. Enfin, on compare avec le nombre maximal autorisé de particules.

Le procédé avec la sonde immobile est cependant une affaire délicate. En général, les tests d’intégrité des filtres sont effectués manuellement. Cela signifie qu’un employé doit scanner avec une sonde à une distance définie du filtre, à une vitesse constante. Il doit également surveiller le taux actuel d’entrées de particules pour pouvoir effectuer des mesures complémentaires précisément à ces endroits — ce qui comporte une multitude de potentielles imprécisions.  

Une amélioration des tests d’intégrité des filtres consiste en des procédés robotisés, permettant de mesurer automatiquement l’état des filtres finaux et des unités à flux laminaire. La procédure de mesure est pilotée par ordinateur, et les résultats sont fournis de manière entièrement automatique — plus reproductible et moins chronophage que le scan manuel.  

Les robots de salles blanches peuvent se déplacer de manière autonome

L’automatisation croissante se manifeste également aujourd’hui par des robots adaptés aux salles blanches, capables de transporter des matériaux et des produits entre différents points d’une usine, sans systèmes de guidage, en naviguant de façon autonome — une alternative lorsque les systèmes de rails ou de convoyeurs ne sont pas réalisables ou trop coûteux.  

Au-delà des avantages indiscutables de l’automatisation, l’utopie de « l’Industrie 4.0 » dépasse en un point essentiel les concepts actuels de salles blanches. Alors qu’actuellement, il s’agit principalement de documenter les données des salles blanches (contamination particulaire, contamination microbiologique), la définition des exigences devrait idéalement être strictement adaptée au produit et à sa qualité.  

« Dans le cadre de cette démarche transversale, l’industrie automobile vit déjà en partie l’Industrie 4.0 », estime Michael Skerat, directeur général de skeratschoppe GmbH, spécialiste de l’optimisation des processus, des processus de changement, de la gestion stratégique et de la gestion de produits.

Il existe déjà de nombreuses applications dans l’industrie automobile dans des salles blanches, destinées à la fabrication de vitres de projection, de pièces électromécaniques de haute précision de dimensions minimes, de systèmes de conduite de fluides pour la technologie des vannes ou de pièces injectées en film. Cela concerne donc une série de composants issus de la fabrication en salle blanche ou, au moins, en salle propre. Il en va de même pour l’utilisation de robots travaillant en étroite collaboration avec des humains dans des espaces restreints.  

« À l’avenir, la salle blanche sera de plus en plus intégrée dans les concepts existants, mais je dois aussi constater qu’il n’y a pas encore d’exemples concrets représentatifs à ce jour », explique Skerat. « Les applications peuvent également être transférées, en termes de processus, à la fabrication pharmaceutique. Cependant, ici, les exigences élevées en matière de pureté microbiologique doivent être considérées séparément.  »

Une tâche principale sera la définition des interfaces aux passages entre salle blanche et environnement non contrôlé. Il faudra compléter les données produit et de production par des paramètres spécifiques à la salle. La chaleur générée par une machine d’injection ou de conditionnement installée dans la salle blanche peut également devenir un critère de qualité pour le produit, si cela s’avère pertinent.  

L’optimisation des processus, la digitalisation et l’Industrie 4.0 sont des thèmes majeurs lors de la Cleanzone 2016. Par exemple, Michael Skerat évoquera lors du congrès Cleanzone comment les processus de l’industrie automobile peuvent être transférés à la production en salle blanche. L’Institut allemand des salles blanches organise une table ronde de haut niveau sur « l’Industrie 4.0 : opportunité d’innovation et d’avenir ».