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Ce qui est déplacé a un impact considérable sur la manière dont les systèmes de convoyage doivent être conçus. Lorsqu'on manipule des matériaux lourds comme les minerais, les ingénieurs optent généralement pour des courroies en acier renforcé, espacent les supports d'au plus un demi-mètre et installent des motorisations à couple élevé afin d'éviter tout affaissement ou glissement en cours de route. À l’inverse, le transport d’équipements électroniques délicats exige des approches totalement différentes. Ces derniers nécessitent des courroies polymères fonctionnant en douceur et générant moins de friction, des rouleaux conçus pour absorber les vibrations, ainsi qu'une régulation précise des vitesses afin d'éviter tout dommage potentiel. Pour les articles fragiles ou sujets à basculer, le réglage adéquat des angles devient critique, tant en montée qu'en descente, et des dispositifs anti-basculement spécifiques doivent être intégrés aux points de transfert. Selon une étude menée par l'institut Ponemon en 2023, une mauvaise définition de ces spécifications entraîne des pannes système qui coûtent aux entreprises environ 740 000 dollars chaque fois, en raison de l'arrêt de la production. Cela illustre clairement pourquoi il est essentiel de bien comprendre ce qui est transporté pour garantir la fiabilité des équipements.
Les propriétés chimiques des matériaux jouent un rôle important lors du choix des composants et de la décision concernant les traitements de surface pour les applications industrielles. Pour les aliments qui absorbent l'humidité, les fabricants optent généralement pour des structures en acier inoxydable électropolies conformes aux normes de la FDA. Ces surfaces doivent également être compatibles avec les systèmes de nettoyage en place (Clean-in-Place), car ils aident à prévenir l'accumulation de bactéries dans les zones de transformation. Les pièces automobiles en contact avec les huiles nécessitent souvent des roulements étanches pour éviter les fuites, ainsi que des courroies en polyuréthane qui ne se dégradent pas lorsqu'elles sont exposées à des lubrifiants. Les produits chimiques fortement acides ou caustiques posent des défis totalement différents. Dans ces cas, les ingénieurs prescrivent généralement des alliages spéciaux comme l'Hastelloy, capables de résister à des conditions sévères sans corrosion. Lorsqu'on travaille avec des substances épaisses telles que des adhésifs ou des mélanges de béton, des rouleaux chauffants deviennent essentiels. De nombreuses usines installent également des systèmes de raclettes le long de ces rouleaux afin de maintenir un flux régulier tout au long de la chaîne de production. Bien maîtriser tous ces détails fait une réelle différence. Des choix appropriés de spécifications réduisent les problèmes de contamination et peuvent effectivement doubler la durée de vie des équipements dans des environnements de transformation difficiles, selon l'expérience du secteur, bien que l'atteinte d'une amélioration de 40 % exige une planification et une exécution rigoureuses.
Pour que les systèmes de convoyage fonctionnent correctement dans différentes parties de la production, comme les fours thermiques, les tunnels de refroidissement, les postes d'étiquetage, les remplisseuses et les emballeuses, ils doivent être synchronisés sans créer de retards qui ralentiraient l'ensemble du processus. Prenons l'exemple des lignes de cuisson. Elles nécessitent des courroies spéciales résistantes à la chaleur qui se déplacent à une vitesse contrôlée afin que les produits soient toujours conformes. Les zones d'emballage sont totalement différentes. Ces sections ont besoin de mouvements rapides mais précis pour positionner correctement les articles et assurer un scellage adéquat. La manière dont ces systèmes doivent fonctionner détermine l'agencement complet de l'installation sur le plancher-usine, qu'il comporte des courbes, des pentes ou ces cadres en forme de Z que l'on voit souvent. Les équipements modernes sont désormais dotés de variateurs de fréquence et de supports réglables qui permettent aux opérateurs d'effectuer des ajustements en temps réel. Cela permet une transition fluide d'une machine à l'autre et peut augmenter l'efficacité d'environ 30 % dans les usines entièrement automatisées, selon les rapports du secteur.
Les systèmes de convoyage actuels dépendent fortement des automates programmables, ou API pour abréger. Ces dispositifs permettent aux opérateurs d'ajuster les vitesses, de changer les directions et de modifier les séquences à la volée, ce qui fait toute la différence lorsque les chaînes de production doivent s'adapter rapidement. La plupart des installations utilisent également des systèmes SCADA de nos jours. Ils offrent aux gestionnaires une vue d'ensemble des opérations et récupèrent des données provenant de diverses sources telles que des scanners optiques, des capteurs de poids et des détecteurs de proximité afin de surveiller la qualité des produits et de repérer les problèmes avant qu'ils ne deviennent graves. Pour les entreprises sérieuses quant à l'Industrie 4.0, disposer de normes de communication ouvertes comme OPC UA est pratiquement essentiel si elles veulent que leurs machines communiquent entre elles de manière sécurisée, quel que soit le fabricant. L'ensemble du système s'avère particulièrement rentable en matière de maintenance également. Des capteurs peuvent envoyer des alertes préventives afin que les techniciens sachent à l'avance ce qui pourrait dysfonctionner. Certaines usines ont constaté une réduction allant jusqu'à 20 % des arrêts imprévus grâce à ce système d'alerte précoce. De plus, le même réseau permet une gestion énergétique plus intelligente et des mises à niveau facilitées à l'avenir, puisque tout se connecte aux outils de diagnostic basés sur le cloud pour une analyse en temps réel.
Les systèmes de convoyage doivent résister à des environnements de fonctionnement difficiles afin de garantir une exploitation continue et conforme. Deux facteurs critiques déterminent leurs spécifications de conception :
Les lavages à haute pression et haute température, courants dans les installations alimentaires, pharmaceutiques et de boissons, nécessitent des composants rigoureusement classés. Les systèmes doivent comporter :
Dans les atmosphères explosives—telles que la manipulation de céréales, les lignes de revêtement à base de solvants ou la transformation chimique—les convoyeurs doivent se conformer aux directives ATEX (UE) ou IECEx (internationales). Les exigences clés comprennent :
La disposition des installations et leurs limites structurelles influent fortement sur la conception des convoyeurs ainsi que sur le niveau de flexibilité opérationnelle qu'ils offrent. Lorsque l'espace au sol est restreint, les configurations en ligne droite ne sont généralement pas envisageables. Il faut alors faire preuve de créativité en adaptant la géométrie, par exemple avec des courbes à rayon serré, des élévateurs verticaux, ou même des structures en forme de Z ou en spirale, capables de contourner des piliers, des mezzanines ou d'anciens équipements déjà présents. Les systèmes de convoyage modulaires gagnent en popularité ces derniers temps, notamment ceux dotés de rouleaux plats, de trémies suspendues ou de rampes à gravité. Ces configurations permettent une meilleure exploitation de l'espace vertical tout en conservant suffisamment de place au sol pour que les opérateurs et les engins de manutention puissent circuler en toute sécurité. Les angles d'inclinaison, les points de pivotement et les sections articulées contribuent tous à rendre ces systèmes adaptables face aux différences de niveau dans une installation. La résistance structurelle est également un facteur important. Il convient de prendre en compte non seulement les besoins actuels du système, mais aussi d'éventuelles extensions futures. Des bâti renforcés empêchent les déformations sous charge lourde ou lors de mouvements brusques, tandis que des points de fixation standardisés facilitent la réorganisation des composants si nécessaire. Le dégagement libre est un autre aspect essentiel. La plupart des experts recommandent de prévoir un espace libre d'au moins 45 à 60 cm de chaque côté afin que les équipes de maintenance puissent accéder à l'équipement sans avoir à arrêter l'ensemble du système. En maîtrisant tous ces éléments ensemble, les installations obtiennent généralement un gain d'environ 30 % en efficacité d'utilisation de leur espace disponible, tout en se positionnant favorablement pour une évolution future.
Le choix des courroies transporteuses est influencé par des facteurs tels que le poids, la taille, la fragilité, l'humidité, la viscosité, la teneur en huile et la corrosivité des matériaux transportés.
Les systèmes convoyeurs sont intégrés au flux de production en synchronisant la vitesse, la disposition et les étapes, de la transformation thermique à l'emballage, afin d'assurer un fonctionnement fluide.
Les systèmes convoyeurs doivent respecter des normes sanitaires, de lavage et pour zones dangereuses telles que IP69K, ATEX et IECEx afin d'assurer un fonctionnement fiable et conforme.
