Temps de mélange réduit de moitié chez Ashland
La preuve qu’une modification peut être aussi efficace qu’un remplacement
Dans l’usine de production d’Ashland à Zwijndrecht, aux Pays-Bas, deux mélangeurs Nauta datant des années 1980 n’offraient plus les performances requises et devaient initialement être remplacés. Faute d’espace suffisant pour installer de nouvelles machines, l’entreprise a finalement choisi de modifier les équipements existants.
John Bervaes, spécialiste fiabilité, et Ron Jongeneel, ingénieur procédés, expliquent comment ces modifications ont permis de résoudre les problèmes de performance — avant de les confronter à un tout autre défi.
Interrogé sur les raisons de cette opération ambitieuse, John Bervaes répond : « Nous cherchons continuellement à optimiser nos procédés de production et à maximiser l’utilisation de nos équipements. Autrement dit, nous voulons tirer le meilleur parti de nos installations dans les délais les plus courts possible. Chaque minute gagnée sur le temps de production total est précieuse. Pour y parvenir, nous surveillons attentivement les goulets d’étranglement et recherchons les moyens de les éliminer. »
« Dans ce cas précis, il s’agissait du procédé de mélange du Natrosol™, une hydroxyéthylcellulose (HEC) soluble dans l’eau. Différentes combinaisons d’ingrédients permettent d’obtenir plusieurs niveaux de viscosité. Le goulet d’étranglement résidait dans le temps nécessaire aux mélangeurs Nauta pour effectuer un cycle. Avec une capacité de 7 m³ chacun, les cycles pouvaient durer jusqu’à 30 minutes. Notre objectif était de réduire ce temps de moitié — un défi particulièrement ambitieux. »
Ashland a donc sollicité Hosokawa afin de trouver une solution.
« Il nous semblait logique de demander à notre fournisseur de nous aider à supprimer ce goulet d’étranglement, poursuit Ron Jongeneel. Personne ne connaît mieux ces machines que leur fabricant. Nous avons donc demandé à Hosokawa d’étudier le problème. Après avoir effectué les recherches nécessaires dans son centre d’essais, l’entreprise nous a présenté une proposition détaillée. »
Ashland a ensuite constitué une équipe de projet multidisciplinaire chargée de mettre en œuvre et de superviser les modifications. « Le travail multidisciplinaire est notre approche privilégiée chez Ashland », précise Jongeneel.
Du broyage au remplissage
John Bervaes, spécialiste fiabilité, faisait partie de cette équipe de projet : « Auparavant, nous avions un responsable de maintenance exclusivement chargé des interventions techniques. Mon champ de responsabilités est beaucoup plus large : il comprend non seulement le diagnostic, mais aussi l’optimisation des performances de nos équipements. Cela va de la maintenance et de la documentation aux méthodes d’utilisation des machines et aux bonnes pratiques. Je suis également chargé d’évaluer de nouvelles méthodes de conditionnement de nos produits. »
« Notre organisation est très horizontale et la plupart d’entre nous travaillent ici depuis de nombreuses années. L’ambiance est excellente et notre équipe possède une expérience considérable que nous pouvons partager avec nos clients. »
Ron Jongeneel, ingénieur procédés, était quant à lui arrivé plus récemment chez Ashland, où il travaillait depuis un an et demi : « Je suis spécialisé dans le broyage, le mélange, le remplissage et le conditionnement. Ici, à Zwijndrecht, le procédé comporte plusieurs étapes. Il commence par la livraison de rouleaux de cellulose provenant du bois et du coton, qui sont ensuite déchiquetés. La cellulose subit alors un traitement chimique afin d’en extraire les sels. »
« Après élimination des sels, nous séchons la matière restante, puis nous la broyons afin d’obtenir une poudre conforme aux granulométries spécifiées par nos clients. Nous ajoutons ensuite les additifs nécessaires avant de transférer le produit vers la station de remplissage, où il est conditionné dans des big bags. »
Trouver la solution
Hosokawa a proposé de moderniser les deux mélangeurs utilisés dans ce procédé depuis les années 1980 en les équipant de nouvelles vis de mélange rotatives. D’autres configurations ont également été testées dans le centre d’essais, notamment des systèmes à double vis et des vitesses de rotation plus élevées, mais elles se sont révélées moins efficaces.
Hosokawa a finalement recommandé les modifications suivantes :
- augmenter la vitesse de rotation en adaptant les rapports de transmission ;
- remplacer la vis de mélange par un modèle repensé ;
- installer un palier à rotule dans la partie inférieure du mélangeur.
Ces modifications devaient permettre de réduire le temps de mélange de moitié. À la demande expresse de John Bervaes, la nouvelle vis a été fabriquée en acier inoxydable duplex. « Je suis un grand partisan de l’acier duplex, explique-t-il. Les anciennes vis étaient fabriquées dans ce matériau et étaient pratiquement indestructibles. Les nouvelles vis sont également en duplex, mais leur conception a été modifiée : leur diamètre extérieur est plus grand, leur diamètre intérieur plus petit et leur pas a également été adapté. »
Les cuves de mélange étaient encore en excellent état. Aucune modification importante n’était donc nécessaire, hormis la création d’une ouverture supplémentaire dans la paroi de chaque cuve pour installer un nouveau système automatique de prélèvement d’échantillons.
Jos Greven, de Hosokawa, explique que les mélangeurs Nauta sont régulièrement modernisés ou adaptés à l’évolution de leurs applications : « La cuve possède une très longue durée de vie, tandis que les ingrédients et les exigences du procédé peuvent évoluer au fil des années. Comme le montre ce projet, certaines modifications permettent d’améliorer considérablement les performances d’un mélangeur existant. »
Les résultats ont dépassé les attentes d’Ashland. « Le temps de mélange des deux machines est passé de 30 à 12 minutes, ce qui constitue une amélioration considérable, indique Jongeneel. Pour nos calculs de production, nous retenons un temps de mélange de 15 minutes. La réduction réellement obtenue dépasse donc notre objectif initial de 50 %. Nous avons doublé notre capacité de production et dépassé toutes nos attentes. Nous avons également simplifié le prélèvement des échantillons et porté la durée de vie du palier d’un à quatre ans grâce au nouveau système de surveillance de sa température. »
Une collaboration fondée sur la fiabilité
Interrogé sur sa relation avec Hosokawa à l’issue du projet, John Bervaes répond : « Elle est très bonne. La première fois que le problème est survenu, c’était un vendredi soir — ce genre de chose arrive toujours à l’approche du week-end ! Hosokawa était immédiatement disponible au téléphone pour nous apporter l’assistance nécessaire. »
« Nous accordons beaucoup d’importance aux relations durables et constructives avec nos fournisseurs. Lorsque nous réunissons notre savoir-faire et le leur, nous pouvons obtenir de bien meilleurs résultats. Cette collaboration est aussi importante pendant la livraison et l’installation qu’au cours des étapes suivantes. Nous recherchons un fournisseur spécialisé qui comprend parfaitement notre activité, qui ne se contente pas d’une solution rapide, mais qui s’efforce de proposer la meilleure solution globale. »
Ron Jongeneel conclut : « En définitive, tout repose sur une fiabilité optimale. Il est essentiel que les fournisseurs collaborent avec vous pour résoudre les problèmes rencontrés. C’est exactement ce qui s’est passé ici. Il ne s’agissait pas de chercher un responsable, mais d’identifier ensemble la cause du problème et de trouver la bonne solution. Les résultats sont remarquables : notre capacité de production a augmenté de 100 %. Il ne nous reste plus qu’à travailler ensemble pour élucider le prochain mystère ! »
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