Présentation

L'entreprise

La « Tonnellerie Santonne » est une entreprise de fabrication de fûts de chêne, barriques et tonneaux destinés à conserver et assurer les vieillisement des vins ou eaux-de-vie comme le Cognac (A consommer avec modération).

Le processus de fabrication

La matière première

C'est du bois de chêne, issu des forêts du Limousin. Un arbre donne en moyenne la matière première pour fabriquer deux barriques. La grume est séchée pendant quelques mois. Le bois subit l’action des pluies, de l’air et du soleil : il s’attendrit, se sèche et perd également une amertume par lessivage des composés polyphénoliques (tanins).

La fente du bois

Le billon est placé debout sous un vérin muni d’un coin. Il est tout d’abord fendu en deux moitiés dans le sens des rayons du bois. Chaque moitié est ensuite fendue en deux doublons qui seront à nouveau divisés en deux morceaux. L’aubier (zone périphérique du bois de couleur claire) et le duramen (cœur du bois) sont éliminés tout d’abord par sciage, la planche sera ensuite rabotée jusqu’à ne plus constater d’irrégularités du bois : nœuds, pourrissement … On obtient alors un merrain.

Le séchage des merrains

Après le sciage, il est impératif de laisser les merrains sécher. Issus d’un bois contenant en général 35 à 40 % d’eau, leur taux d’humidité doit descendre à 14-18%. Le séchage naturel est réalisé à l’air libre pendant 2 ou 3 ans. L’empilage est tel qu’il facilite au maximum la circulation d’air dans la pile.

La fabrication des douelles

Le merrain va être arrondi extérieurement et évidé intérieurement à l’aide d’une dolleuse. Le tonnelier lui donne ainsi la forme cylindrique du fût. Ensuite les bords de la future douelle sont rabotés par une jointeuse qui les taille afin d’assurer le contact entre les douelles et l’étanchéité de la barrique. Enfin les douelles sont écourtées grâce à une écourteuse qui les coupe à la bonne longueur. Selon la taille du tonneau désiré, la douelle peut avoir des dimensions de 1 à 2 m de longueur, 80 à 100 mm de largeur, et 30 à 40 mm d'épaisseur.

L'assemblage du fût

Le montage des douelles est réalisé autour d’un cercle métallique: c’est la « mise en rose ». L’artisan sélectionne les douelles et les assemble de telle manière à ce que le fût en soit composé d’une trentaine. Une douelle maîtresse, plus large que les autres, va être percée pour obtenir le trou de bonde permettant de remplir le fût.

Le besoin

Il s'agit d'automatiser une chaîne de rabotage des merrains, de trier ceux-ci en sortie selon une largeur minimale, et de les compter afin de produire une certaine quantité de tonneaux de dimension prédéfinie.

Ainsi, il n'est pas besoin d'attendre que les tonneaux d'une même série (même taille) soit assemblés pour connaître la quantité nécessaire de douelles, avant de lancer une autre série dans la raboteuse.

Le cahier des charges

On appelle « développé » la somme des largeurs des douelles nécessaires pour fabriquer un tonneau. Cette valeur est donc très proche du diamètre du tonneau.

Par extension, on appelle aussi « développé » la somme des largeurs de douelles nécessaires pour toute une série de tonneaux de même dimensions.

Diamètres des tonneaux : 60 cm à 1,80 m selon 7 modèles différents ;

Largeur des douelles : de 60 mm (minimum à trier), jusqu'à envrion 110 mm ;

Quantité de tonneaux à produire : 10 à 200 sur une même série.

Les composants d'automatisme

En sortie de chaîne, un capteur de position linéaire permet de mesurer la largeur du merrain. Le modèle choisi dispose d'une course de 200 mm maximum et d'une sortie analogique de type 4-20 mA.

L'API dispose d'entrées analogiques 4-20mA avec conversion analogique/ numérique 12 bits unipolaire.

L'avant-projet

Quelles sont les valeurs numériques mini et maxi acquises par l'entrée analogique de l'API, pour les largeurs de merrain admises en sortie de la raboteuse ?

Quelle est la précision absolue de la mesure de largeur par l'API en millimètres ? Est-elle acceptable ?

Quel est le plus grand périmètre de tonneau dans la gamme à fabriquer ? A quelle valeur numérique correspond cette mesure, en prenant la même échelle que le capteur linéaire ? Cette valeur peut-elle être directement traitée par un API 16 bits ?

Proposer trois solutions de calcul pour permettre le traitement correct du développé de la série du plus gros tonneau.

Pour l'analyse statistique et la gestion de production, l'automate doit afficher le nombre de douelles passées dans la raboteuse, ainsi que cette valeur augmentée de 7%. Combien de pièces minimum et maximum peuvent être comptées pour une série. Quel type de données est compatible avec cette valeur ? Quels problèmes peuvent être rencontrés pour le calcul de 7% en plus ?

L'étude

On choisit de diviser la mesure de développé en 2 mots : millimètres et mètres.

Ecrire l'algorithme, puis le programme permettant de calculer le développé nécessaire à une série de tonneaux.

Ecrire l'algorithme, puis le programme permettant, à l'acquisition de chaque nouvelle mesure de largeur de douelle :

de détecter si la largeur acquise correspond au minimum désiré,

d'éjecter dans le cas contraire la douelle par l'activation d'une sortie TOR (%Q0.0),

d'additionner la largeur à la somme en mm précédemment calculée,

de détecter si la mesure a dépassé un mètre,

de réduire dans ce cas la mesure de 1000 millimètres, en augmentant la mesure des mètres de 1,

de détecter si le développé à atteindre a été obtenu,

d'envoyer dans ce cas un ordre d'arrêt de la chaîne.

Chaine de rabotage et de tri de merrains	Manipulations Sect° 1625 Page 2/2

Edité sur OpenOffice, suite bureautique libre et gratuite http://fr.openoffice.org	Manip_RabotageTriDouelles.i1625.v100.sxw - 5 janv. 04 - Rév. 112

Stéphane Gaut

2004-01-02T17:02:53

Stéphane Gaut