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Forêt amazonienne

Digital Twin stimule les petites industries agroalimentaires amazoniennes

Au cœur de la forêt amazonienne, le projet Moiru aide un petit producteur d'huiles essentielles à travailler plus intelligemment. Dans le cadre d'une preuve de concept, cela montre comment Digital Twin outils, y compris Simcenter STAR‑CCM+ — peut faire la différence loin de l'usine

screenshot video

Le climat humide de l'Amazonie offre des conditions idéales pour les plantes odorantes. Depuis 2003, la coopérative Campo Limpo (APROCAMP) de Santo Antônio do Tauá fournit ces produits à Natura, une multinationale brésilienne et leader des produits de beauté et de soins personnels d'Amérique latine. Et depuis 2024, la coopérative participe également à l'extraction de ses huiles essentielles, ce qui permet de conserver une plus grande partie de la valeur à la communauté.

Grâce au projet Moiru, le processus d'extraction des huiles essentielles peut désormais être automatisé. Développé avec Natura dans le cadre de notre initiative Tech4Amazonia, le projet vise à intégrer les technologies numériques aux processus industriels dans les zones rurales de l'Amazonie. Nos ingénieurs apportent leur expertise en matière de technologies d'automatisation, de simulation et d'intelligence des données, tandis que Natura apporte ses compétences scientifiques en matière de biodiversité sociale et entretient des relations de longue date avec les communautés locales.

Un processus traditionnel passe au numérique

Traditionnellement, la production d'huiles essentielles utilise de la vapeur : la matière végétale est emballée dans de grandes cuves, et la vapeur traverse la matière organique, vaporisant les huiles essentielles de la plante, qui sont ensuite condensées à l'étape suivante et séparées de l'eau. La qualité du produit final dépend notamment de la régularité de la circulation de la vapeur dans le matériau et de la stabilité de la pression et de la température pendant le fonctionnement. Pour obtenir les meilleurs résultats à chaque fois, nous avons décidé de numériser le processus. Parce que rien ne doit être laissé au hasard.

Nos ingénieurs ont commencé par cartographier en détail le système d'extraction existant. Cela comprenait la collecte et la validation de données techniques telles que des dessins CAO, des schémas de tuyauterie et d'instrumentation, ainsi que les conditions aux limites, puis des visites sur place pour comprendre l'infrastructure de la coopérative et les contraintes opérationnelles d'une opération agroindustrielle en Amazonie. Ces informations ont été collectées pour créer un Digital Twin de la cuve d'extraction à l'aide de la dynamique des fluides numérique (CFD) dans Simcenter STAR‑CCM+. Le modèle révèle comment la vapeur se déplace dans la matière végétale, où se produisent les chutes de pression et comment la température est répartie à l'intérieur de la cuve, autant de facteurs qui influencent directement l'efficacité et la reproductibilité de l'extraction.

Il est essentiel d'approfondir les connaissances et de mieux contrôler les processus d'extraction pour améliorer l'efficacité et générer des matières premières de meilleure qualité.
Romulo Zamberlan, Directrice des sciences du futur et du bien-être, Natura

De la perspicacité à l'action

Screenshot video Natura

Les informations recueillies grâce au Digital Twin ont ensuite été mises en pratique. Nous avons commencé par intégrer une couche d'automatisation dans le processus d'extraction de l'agro-industrie. Un capteur de pression a été installé en amont de l'extracteur, une vanne proportionnelle a été placée dans la conduite de vapeur et des capteurs de débit massique et de température ont été ajoutés pour saisir les principales variables de chaque lot. Ces composants sont contrôlés et surveillés par le biais d'un système PLC/HMI et d'une commande de supervision, qui permettent aux opérateurs de régler le débit de vapeur souhaité, d'observer le comportement du processus et de maintenir des conditions de fonctionnement stables.

Toutes les données créées au cours du processus sont enregistrées localement par Industrial Edge, ce qui est essentiel dans les zones où la connectivité peut être limitée. Les données peuvent ensuite être analysées à l'aide de différentes applications.

Améliorations mesurables

Les résultats de la simulation CFD ont révélé que les niveaux de pression pour l'extraction de l'huile essentielle pouvaient être inférieurs de 50 % à ceux utilisés initialement. Cela signifie une plus grande efficacité énergétique de la chaudière, une réduction de la consommation de biomasse et d'eau et, par conséquent, une réduction des coûts d'exploitation et de l'empreinte carbone. Des conditions de pression plus stables garantissent la sécurité du processus.

Le modèle CFD et l'automatisation fournissent également une distribution de température plus homogène, ce qui est essentiel pour une volatilisation constante de l'huile, une pression d'entrée et un débit de vapeur plus stables et un meilleur contrôle du processus pour une efficacité accrue. Ces facteurs influent directement sur la qualité de l'huile essentielle. Enfin, la surveillance en temps réel du débit de vapeur permet de normaliser le processus et de le répéter de manière fiable pour chaque espèce végétale.

screenshot video - natura - Measurable improvements
Il est essentiel d'approfondir les connaissances et de mieux contrôler les processus d'extraction pour améliorer l'efficacité et générer des matières premières de meilleure qualité.
Romulo Zamberlan, Directrice des sciences du futur et du bien-être, Natura

Une chaîne d'approvisionnement plus équitable

Members of the APROCAMP community have acquired digitalization skills in the framework of the Moiru project.

Outre l'amélioration de l'efficacité du processus de distillation des huiles essentielles, le projet Moiru comprenait également un training à l'automatisation, à l'instrumentation et à la surveillance des processus pour les membres de la communauté de l'APROCAMP. Cela signifie qu'ils participent non seulement à des travaux d'extraction plus qualifiés, mais qu'ils participent également directement à la numérisation de leur production. Natura est en train de se transformer en Amazon depuis plus de 25 ans. Avant même le projet Mouri, la communauté bénéficiait déjà d'une augmentation de 60 % de ses revenus bruts annuels et d'une hausse de 25 % de ses opportunités d'emploi grâce à sa participation à la production d'huiles essentielles.

Maintenant que le projet Moiru a fait l'objet d'une validation de concept, les prochaines étapes consistent à explorer de nouvelles applications, telles que l'optimisation basée sur l'IA. En outre, cette approche sert de modèle à d'autres industries agroalimentaires.

avril 2026