Méthodes de prévision de la production

Trois approches peuvent être mises en place pour prévoir la production dans les scieries. La première approche classique, décrite dans le chapitre I, consiste à évaluer la production future à partir des informations qu’il est possible d’observer sur l’enveloppe de la grume. Nous avons vu que cette approche, basée sur la connaissance des experts, reste très incertaine et génère entre 15 et 20% de produits non conformes aux besoins des clients et des scieurs.

C’est pour cette raison que nous présentons deux autres approches, l’approche que nous nommons « billon » que nous comparons à l’approche dite « produit », le sujet de cette thèse, schématisées dans la figure 49 et qui permettent de diminuer ce taux de non qualité. Ces deux approches étant basées sur la représentation numérique, volumique et interne de la matière première, nous commençons par décrire ses méthodes de numérisation possible et comment nous avons choisi la nôtre. 

Numérisation de la matière première

Quelle que soit l’approche (billon ou produit), la première étape consiste à numériser la matière (passage du réel au numérique, ou virtuel). Différentes recherches dans le domaine du matériau bois ont déjà éprouvé plusieurs des capteurs utiles pour y arriver. Afin de faire émerger le plus pertinent à utiliser dans notre cas, un état de l’art est réalisé afin de montrer les avantages et inconvénients de chacun.

Puis dans le paragraphe suivant, nous déterminons le(s)quel(s) permet(tent) d’avoir la représentation la plus complète, précise et réaliste du produit.  Les capteurs permettant de numériser la matière première De multiples capteurs sont utilisés dans l’industrie du bois pour avoir une représentation autant surfacique que volumique de la matière. Ici nous ne décrivons que les capteurs volumiques car les capteurs surfaciques sont utilisés en post processus, sur les produits finis. Ces capteurs utilisent différentes technologies basées sur des longueurs d’ondes différentes.

Les capteurs permettant d’obtenir une représentation volumique de la matière doivent utiliser des ondes ayant la capacité de pénétrer cette matière. Dans [Bucur, 2003] et plus récemment [Brashaw & al, 2009], les auteurs présentent les capteurs dont les ondes ont cette capacité et dont l’utilité dans l’industrie du bois est prouvée. Ils mettent en avant plusieurs méthodes d’imagerie : celles utilisant l’effet thermique, les micro-ondes, les ultra-sons, la résonance magnétique (Imagerie par Résonance Magnétique, IRM) et les radiations Ionisantes (rayons X et gamma).

Bien que les ondes du visible ne pénètrent pas le matériau, nous citons une catégorie de capteurs permettant d’avoir une représentation de l’enveloppe de la grume par l’utilisation de caméras et/ou de lasers (figure 50.a). En couplant plusieurs de ces capteurs, il est possible d’obtenir une représentation de l’enveloppe de l’objet scanné. La représentation est volumique mais elle ne permet pas d’avoir une vision interne du bois.

Cette technique est très utilisée en scierie car elle permet d’avoir une information assez précise du volume et de la forme des billons et des grumes avec un investissement « raisonnable ». De nombreuses recherches sur l’optimisation de la matière première se basent sur ce type de représentation [Todoroski & Rönnqvist, 2002]. Néanmoins, ces capteurs ne permet pas d’obtenir, par anticipation du processus de transformation, une représentation des futurs produits potentiellement sciés.

Choix et complémentarité des capteurs

D’après [Osterloh & al, 2007], la tomographie à rayons X est, parmi les méthodes citées précédemment, celle qui offre le plus de potentiel avec une qualité de représentation des plus intéressante et comme le bois se prête bien à l’imagerie RX [Wei & al, 2010], notre choix s’est donc porté sur l’utilisation de ce matériel dont la plateforme Tracilogis [Tracilogis, 2013] du CRAN est équipée. Précisons que les résultats obtenus par les capteurs présentés peuvent être exploités conjointement par fusion des informations fournies [Hasenstab & al, 2006].

Il est évidemment que coupler des capteurs procurant des informations complémentaires est une voie à privilégier afin d’obtenir les informations « justes nécessaires » à la décision. Par exemple, la couleur qui est une information particulièrement importante dans le domaine du bois n’est pas disponible avec les capteurs « volumiques ».

Elle est généralement obtenue avec des capteurs surfaciques (de type caméras) après les opérations de débit sur les produits finis réels. Nous pouvons donc d’ores et déjà dire que ce type de capteur doit être utilisé pour compléter l’information et vérifier la production en fin de processus.