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Projet de mise au point et d'introduction d'une technologie d'imagerie numérique automatisée pour le processus de tri dans les établissements mytilicoles au Canada

Rapport final

Confederation Cove Mussels Co Ltd

PIAAM 2011-G02

Sommaire

Confederation Cove Mussels Co Ltd (Conference Cove) est un chef de file reconnu dans le secteur du conditionnement des moules de l'Île-du-Prince-Édouard. Cette entreprise innovante a reconnu la stagnation de ce secteur, en ce qui concerne l'introduction de nouvelles technologies. Pour rester compétitive sur le marché mondial, Confederation Cove a vivement encouragé l'introduction de nouvelles techniques automatisées pour réduire la forte dépendance en main-d'œuvre et améliorer la qualité des produits. Le défi, pour les usines de transformation, réside dans leur incapacité de trouver des modèles de financement de la recherche et du développement qui seraient suffisamment attrayants pour que les entreprises se lancent dans ce processus coûteux. La composante de production durable du Programme d'innovation en aquaculture et d'accès au marché (le Programme) de Pêches et Océans Canada leur a permis de combler cette lacune.

Le but de ce projet était d'élaborer un système de tri novateur qui permettrait de séparer les moules selon leur taille, leur forme et leurs défauts. L'équipement devrait utiliser les dernières technologies en matière d'acquisition et d'analyse d'images au moyen d'algorithmes logiciels spécialement conçus pour trier les moules à grande vitesse. Selon la conception initiale, les moules étaient versées sur quatre chaînes de tri et les images étaient acquises en temps réel pour un tri au taux de 8 moules par seconde et par chaîne ou de 25 à 30 moules par seconde et par unité. Cela permettrait d'avoir des taux de production commerciale qui rendraient le processus automatisé de tri des moules intéressant sur le plan commercial. L'application de cette technologie à d'autres opérations complexes devrait être mise à l'essai. Cela inclurait la séparation des moules à grande vitesse selon leur contenu en chair, en même temps que seraient décelées et supprimées les mollusques défectueux.

Le projet a été achevé et les principaux résultats attendus ont été atteints. L'équipement a été fabriqué selon des normes de qualité s'appliquant à la production alimentaire. Il trie efficacement les moules par taille et décèle et supprime les mollusques défectueux. Il fonctionne à une vitesse et à un rendement qui le rendent intéressant pour n'importe quel transformateur de moules.

Cependant, comme dans tout projet de recherche et développement de ce type, il y avait d'importants obstacles à surmonter sur le chemin de la réussite. L'équipement d'imagerie numérique élaboré par Lizotte Consultants nécessitait un important travail de développement pour qu'il puisse trier efficacement les moules. Le plus grand défi à relever était la nécessité de concevoir sur mesure l'équipement de manutention des moules nécessaire pour que l'appareillage d'imagerie numérique et le matériel post-imagerie puissent extraire et manipuler les moules triées. Sans l'appui du Programme, il aurait été très difficile d'atteindre ce niveau de réussite pour ce projet. 

1.0 Projet et contexte

Le présent rapport vise à résumer les travaux et les résultats associés au « Projet de mise au point et d'introduction d'une technologie d'imagerie numérique automatisée pour le processus de tri dans les établissements mytilicoles au Canada ». Le projet a été financé par la composante de production durable du Programme d'innovation en aquaculture et d'accès au marché de Pêches et Océans Canada.

Ce projet a été conçu pour remédier aux lacunes technologiques dans le processus de tri du secteur de la transformation des moules. La plupart des histoires de réussite en matière d'innovation ont régulièrement démontrer que la stratégie de gestion la plus importante pour maintenir une position concurrentielle dans l'économie mondiale est l'introduction et la mise à jour de nouvelles technologies. La plupart des améliorations de productivité, dans le secteur manufacturier, sont associées à l'introduction d'équipement novateur qui permet de réduire les coûts de main-d'œuvre ou d'augmenter le rendement.

Les nouveaux développements dans le domaine de la technologie d'imagerie utilisant des algorithmes logiciels conçus à façon ont offert, aux responsables de ce projet, une excellente occasion non seulement d'automatiser le processus de tri des moules, mais aussi d'offrir de nouveaux niveaux d'application qui auraient été inimaginables il y a quelques années. Les nouveaux systèmes sont fondés sur la numérisation des images à gérer, qu'ils analysent ensuite en fonction des paramètres d'intérêt tels que la taille, la forme, la couleur et les défauts.

Le résultat de cette analyse se manifeste dans les signaux de contrôle du processus qui actionnent les processus correspondants, comme le rejet, la sélection, le tri et le classement. Ces systèmes offrent de multiples avantages, dont l'uniformité et l'efficacité. Le présent rapport traitera de la portée de ce projet.

Les principaux objectifs du présent rapport sont les suivants :

Ce rapport fournit une évaluation de la réussite du projet par rapport aux objectifs prévus. Il offre également un aperçu des leçons qui pourraient être appliquées à d'autres projets du même genre à l'avenir. 

2.0 Méthodes utilisées

Défi du projet

Le défi à relever et l'occasion offerte concernaient le processus de tri des moules et la main-d'œuvre intensive qu'il exige. Le secteur du conditionnement des moules est un domaine relativement nouveau et, jusqu'au présent projet, l'activité de tri demeurait un processus entièrement manuel. Des employés, situés le long d'un convoyeur, évaluaient manuellement et triaient visuellement le produit afin de s'assurer que les moules défectueuses n'allaient pas jusqu'au processus d'emballage. Il s'agit d'un processus coûteux qui manque d'uniformité.

Cette technique de tri présente plusieurs défis qui limitent la capacité du secteur à améliorer en permanence ses processus et à surmonter les obstacles toujours croissants du marché. Les défis comprennent des coûts de production supplémentaires, la difficulté d'attirer une main-d'œuvre fiable et le manque d'uniformité inhérent au tri des moules.

Par le passé, on a essayé d'introduire des équipements de tri, mais ils n'ont pas obtenu de succès commercial en ce qui a trait au problème du tri. L'objectif de ce projet était de concevoir et d'élaborer une machine de tri automatisée qui serait en mesure de faire les opérations suivantes de façon uniforme :

Bien qu'il y ait eu, par le passé, au moins une tentative visant à fournir ce type de technologie, un système commercial de tri des moules qui pourrait répondre, même en partie, aux critères de rendement ci-dessus n'existe pas.

Conception du projet

Confederation Cove a trouvé et recruté Lizotte Consultants, une entreprise du Nouveau-Brunswick, pour l'aider à réaliser ce projet. Lizotte Consultants a connu une réussite importante dans l'introduction d'équipement d'inspection en ligne à grande vitesse et très fiable. Sa gamme d'applications va de 100 % d'inspections en ligne de boîtes de fruits de mer à 100 % d'inspections en ligne de bois d'œuvre. Tous les participants avaient conscience que l'introduction de ce type de technologie dans le conditionnement des moules créerait une révolution conceptuelle en matière de coûts de main-d'œuvre, de rendement et de qualité, mais poserait également des problèmes techniques difficiles.

Le défi présenté à Lizotte Consultantsconsistait à concevoir sur mesureun système qui permettrait de trier les moules selon leur taille, leur forme, leurs défauts et leur contenu en chair.Il s'agirait d'un nouveau système de fabrication qui trierait les moules très rapidement par acquisition et analyse d'images au moyen d'un algorithme logiciel spécialement conçu à cette fin. Selon la conception initiale, les moules étaient versées sur quatre chaînes de tri et leurs images étaient acquises en temps réel. L'objectif était de trier les moules au taux de 8 moules par seconde et par chaîne, soit jusqu'à 32 moules par seconde et par unité. Cela aurait permis d'avoir des taux de production commerciale qui rendraient ce processus automatisé de tri des moules très intéressant. Cependant, cette nouvelle technologie serait développée pour être utilisée plus tard dans des opérations plus complexes. Le processus de tri séparerait les moules à très grande vitesse en fonction de leur taille, de leur forme et de leur teneur en chair, tout en décelant et en supprimant les mollusques jugés défectueux. 

Confederation Cove avait également bien conscience que l'élaboration de l'équipement auxiliaire de manutention pour raccorder le système de tri automatique à la ligne existante serait difficile. Pour garantir la réussite de cette élaboration, l'entreprise Atlantic Systems Manufacturing Ltd. (Charlottetown) a été recrutée et son personnel a intégré l'équipe de recherche et de développement.

Méthodes utilisées

Les dirigeants de Confederation Cove étaient bien conscients qu'un projet de recherche et de développement de cette nature serait semé d'embûches et que la feuille de route suivrait de nombreux virages inattendus. Et c'est exactement ce qui s'est produit et continue de se produire pour ce projet. Le Plan de gestion du projet comprenait une interaction entre plusieurs intervenants importants. Cela était essentiel, pour assurer une communication efficace. Voici les principaux postes :

  1. Le rôle principal a été endossé par le gestionnaire de projet, qui a coordonné toutes les activités et, en particulier, l'établissement du plan de travail;
  2. Le gestionnaire de projet a travaillé en étroite collaboration avec l'ingénieur-conseil du projet, soit Atlantic Systems Manufacturing;
  3. Le lien important avec Confederation Cove a été possible grâce au directeur général et à son équipe de soutien de projet;
  4. Le dernier élément du groupe de développement était Lizotte Consultants, qui a joué un rôle précis en veillant au respect des critères et des jalons établis dans le plan de travail.

Leçons apprises dans le cadre du projet

La leçon la plus importante qui a été apprise dans le cadre de ce projet est que la recherche et le développement constituent une activité imprévisible et risquée qui doit être financée efficacement afin de résoudre les problèmes éventuels, sinon les résultats attendus ne seront jamais atteints.

Comme on s'y attendait, certaines zones ont été la source de problèmes, mais aussi de nombreux paramètres qui semblaient corrects ont causé d'importantes difficultés. Lizotte Consultants a dû, comme prévu, étudier de nombreuses voies afin que sa technologie trie efficacement les moules à grande vitesse. En fait, il a fallu trois prototypes différents pour parvenir à ce rendement et il faudra encore perfectionner ces appareils à l'avenir pour exploiter pleinement leur potentiel.

Toutefois, la plus grande difficulté technique réside toujours dans l'utilisation de l'équipement auxiliaire de manutention. Le déversement de milliers de moules sur des bandes de convoyeur peut s'avérer imprévisible. Tout comme l'eau, les moules ont tendance à se disperser dans plusieurs sens et sont très difficiles à positionner uniformément à grande vitesse.

Cependant, la technologie d'imagerie numérique dépend de la constance de l'emplacement et du format de l'objet, qui permet de répéter le processus. Il a fallu déployer une énergie considérable, malgré les essais et les erreurs, pour mettre au point un équipement de manutention qui puisse isoler et organiser efficacement les moules de façon uniforme et à grande vitesse. Ce défi se poursuivra pendant de nombreuses années avec ce nouvel équipement, jusqu'à ce que la 6e ou la 7e conception fournisse les meilleurs résultats. Les systèmes de manutention de l'équipement actuel sont tout à fait différents de ceux indiqués dans la conception initiale.

3.0 Avantages du projet

Les avantages de cette nouvelle technologie sont importants pour le secteur des moules au Canada. Celle-ci ne s'est guère efforcée de mettre en place des équipements automatisés dans la composante de traitement des moules. L'introduction d'une nouvelle technologie crée le type de révolution conceptuelle dans l'amélioration des processus qui peut faire avancer le secteur à pas de géant. Ce nouveau système de tri automatisé intégrant la visionique changera les fondements de la transformation et offrira d'importants avantages au secteur.

Les avantages directs et mesurables comprennent la baisse et la maîtrise des coûts de main-d'œuvre, l'amélioration de la qualité et du rendement en matière de sécurité alimentaire et une meilleure uniformité et prévisibilité du processus de tri.

Cependant, il existe aussi beaucoup d'avantages indirects à un projet de cette nature. Ces avantages sont les suivants :

4.0 Produits livrables du projet

Un moyen essentiel, pour l'évaluation de tout projet de ce genre, consiste à déterminer ses produits livrables pour le secteur du conditionnement des moules. Ce projet aura un impact instantané et le secteur devrait en tirer des avantages immédiats.

Les produits livrables sont nombreux et incluent :

  1. la disponibilité d'un système de tri commercial des moules disponible sur le marché et utilisant la technologie d'imagerie numérique pour trier les moules à grande vitesse et à un niveau élevé de précision;
  2. un meilleur niveau de compétitivité mondiale pour les transformateurs de moules canadiens;
  3. l'apparition d'un producteur canadien d'équipement de fabrication mieux en mesure de répondre aux besoins du secteur de la transformation des fruits de mer;
  4. l'apport d'une nouvelle technologie dans le secteur de la transformation des moules, qui aura un effet synergique sur celui-ci;
  5. la diminution de la dépendance à l'égard de la main-d'œuvre non qualifiée pour effectuer des activités régulières de contrôle de la qualité;
  6. la possibilité pour les transformateurs de trier les moules à un niveau de précision et d'uniformité beaucoup plus élevé.

5.0 Conclusions et recommandations du projet

Il existe également un certain nombre de conclusions et de recommandations qui devraient être formulées pour les futures recherches et l'analyse des programmes d'aide à la recherche. En voici quelques exemples :

  1. Le financement de la recherche, par exemple par l'iontermédiaire du Programme d'innovation en aquaculture et d'accès au marché de Pêches et Océans Canada, est essentiel pour promouvoir et améliorer la recherche, notamment celle qui fait figure de pionnière et qui peret à un secteur de soutenir constamment la concurrence mondiale. Il importe que ce type de programmes reçoive la reconnaissance et le financement qui lui sont dus à l'avenir.
  2. Il est impératif que les programmes de développement régional, comme ceux de l'Agence de promotion économique du Canada atlantique et du Conseil national de recherches du Canada, reconnaissent et soutiennent ce type de projets de recherche novateurs. Sans la participation d'autres organismes de financement, ces projets ne se concrétiseraient jamais.
  3. Il serait très facile d'entreprendre un projet comme celui-ci avec un financement inadéquat, car la technologie est imprévisible et de nombreux échecs sont nécessaires pour réussir. Il y aurait des avantages potentiels à offrir des conseils financiers sur la recherche et le développement, ainsi que de mettre des études de cas sur des projets de recherche à la disposition de ceux qui le souhaitent pendant la phase de conception du projet.
  4. Les modèles de financement utilisés dans la conception d'un projet ne reconnaissent pas toujours l'importance des contributions en nature. Cet aspect était évident dans ce projet précis. À mesure que des défis en matière de recherche faisaient surface dans l'application de la technologie, Confederation Cove Mussels Ltd. contribuait de façon bien plus importante que prévue dans le budget, à la fois concernant les coûts directs et les frais généraux indirects qui doivent encore être payés.
  5. Un projet réussi comme celui-ci devrait être une source de motivation pour le secteur, car il indique que l'introduction de nouvelles technologies constitue la meilleure approche pour faire avancer l'industrie vers un avenir rentable et durable.
  6. Le projet de recherche a été fructueux et l'utilisation de cette technologie a fonctionné. L'unité trie actuellement les moules au rythme d'environ 4 000 moules par heure et à un niveau élevé de précision, tout en laissant place à d'éventuelles améliorations. Le projet a permis d'appliquer la technologie nécessaire à cet équipement et les bases ont été jetées pour que ce dernier puisse être amélioré dans l'avenir.
  7. Confederation Cove Mussels Ltd. a trouvé le personnel du Programme d'innovation en aquaculture et d'accès au marché de Pêches et Océans Canada très encourageant et efficace dans l'application du Programme et serait intéressée par d'autres projets de ce genre à l'avenir.
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