Analyse et conception d'outils pour la traçabilité de produits agroalimentaires afin d'optimiser la dispersion des lots de fabrication.

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1 N d ordre : 04-ISAL-0047 Année 2004 Thèse : Analyse et conception d'outils pour la traçabilité de produits agroalimentaires afin d'optimiser la dispersion des lots de fabrication. Présentée devant L Institut National des Sciences Appliquées de Lyon Pour obtenir Le grade de docteur École doctorale Informatique et Information pour la Société (EDIIS) Spécialité Productique Formation doctorale Informatique et Systèmes Coopératifs pour l Entreprise (ISCE) Thèse préparée au sein du laboratoire Productique et Informatique des Systèmes Manufacturiers (PRISMa) et du groupe Aoste, service informatique, en convention CIFRE Par Clément Dupuy Ingénieur en productique, INSA de Lyon Soutenue le 27 septembre 2004 devant la Commission d examen Jury : Colette MERCE Rapporteur Professeur Pierre LADET Rapporteur Professeur Lionel DUPONT Examinateur Professeur Alain GUINET Directeur Professeur Valérie BOTTA GENOULAZ Co-directrice Maître de conférence Philippe HUGUES Encadrant CIFRE Ingénieur

2 Écoles Doctorales CHIMIE DE LYON Responsable : M. Denis SINOU Université Claude Bernard Lyon 1 Lab Synthèse Asymétrique UMR UCB/CNRS 5622 Bât 308-2ème étage 43 bd du 11 novembre VILLEURBANNE Cedex Tél : ECONOMIE, ESPACE ET MODELISATION DES COMPORTEMENTS (E2MC) Responsable : M. Alain BONNAFOUS Université Lyon 2 14 avenue Berthelot MRASH Laboratoire d Economie des Transports LYON Cedex 07 Tél : ELECTRONIQUE, ELECTROTECHNIQUE, AUTOMATIQUE (EEA) Responsable : M. Daniel BARBIER INSA DE LYON Laboratoire Physique de la Matière Bâtiment Blaise Pascal VILLEURBANNE Cedex Tél :

3 EVOLUTION, ECOSYSTEME, MICROBIOLOGIE, MODELISATION (E2M2) Responsable : M. Jean-Pierre FLANDROIS UMR 5558 Biométrie et Biologie Evolutive Equipe Dynamique des Populations Bactériennes Faculté de Médecine Lyon-Sud Laboratoire de Bactériologie BP OULLINS Tél : INFORMATIQUE ET INFORMATION POUR LA SOCIETE (EDIIS) Responsable : M. Lionel BRUNIE INSA DE LYON EDIIS Bâtiment Blaise Pascal VILLEURBANNE Cedex Tél : INTERDISCIPLINAIRE SCIENCES-SANTE (EDISS) Responsable : M. Alain Jean COZZONE IBCP - UCBL1 7 passage du Vercors LYON Cedex 07 Tél :

4 MATERIAUX DE LYON Responsable : M. Jacques JOSEPH Ecole Centrale de Lyon Bât F7 Lab. Sciences et Techniques des Matériaux et des Surfaces 36 Avenue Guy de Collongue BP ECULLY Cedex Tél : MATHEMATIQUES ET INFORMATIQUE FONDAMENTALE (Math IF) Responsable : M. Franck WAGNER Université Claude Bernard Lyon1 Institut Girard Desargues UMR 5028 MATHEMATIQUES Bâtiment Doyen Jean Braconnier Bureau 101 Bis, 1er étage VILLEURBANNE Cedex Tél : MECANIQUE, ENERGETIQUE, GENIE CIVIL, ACOUSTIQUE Responsable : M. François SIDOROFF Ecole Centrale de Lyon Lab. Tribologie et Dynamique des Systêmes 36 avenue Guy de Collongue BP ECULLY Cedex Tél : Bât G8

5 Novembre 2003 Institut national des sciences appliquées de Lyon Directeur : A. STORCK Professeurs AMGHAR Y. LIRIS AUDISIO S. PHYSICOCHIMIE INDUSTRIELLE BABOT D. CONT. NON DESTR. PAR RAYONNEMENTS IONISANTS BABOUX J.C. GEMPPM*** BALLAND B. PHYSIQUE DE LA MATIERE BAPTISTE P. PRODUCTIQUE ET INFORMATIQUE DES SYSTEMES MANUFACTURIERS BARBIER D. PHYSIQUE DE LA MATIERE BASKURT A. LIRIS BASTIDE J.P. LAEPSI**** BAYADA G. MECANIQUE DES CONTACTS BENADDA B. LAEPSI**** BETEMPS M. AUTOMATIQUE INDUSTRIELLE BIENNIER F. PRODUCTIQUE ET INFORMATIQUE DES SYSTEMES MANUFACTURIERS BLANCHARD J.M. LAEPSI**** BOISSE P. LAMCOS BOISSON C. VIBRATIONS-ACOUSTIQUE BOIVIN M. (Pr. émérite) MECANIQUE DES SOLIDES BOTTA H. UNITE DE RECHERCHE EN GENIE CIVIL - Développement Urbain

6 Professeurs BOTTA-ZIMMERMANN M. UNITE DE RECHERCHE EN GENIE CIVIL - Développement Urbain BOULAYE G. (Pr. émérite) INFORMATIQUE BOYER J.C. MECANIQUE DES SOLIDES BRAU J. CENTRE DE THERMIQUE DE LYON - Thermique du bâtiment BREMOND G. PHYSIQUE DE LA MATIERE BRISSAUD M. GENIE ELECTRIQUE ET FERROELECTRICITE BRUNET M. MECANIQUE DES SOLIDES BRUNIE L. INGENIERIE DES SYSTEMES D INFORMATION BUFFIERE J-Y. GEMPPM*** BUREAU J.C. CEGELY* CAMPAGNE J-P. PRISMA CAVAILLE J.Y. GEMPPM*** CHAMPAGNE J-Y. LMFA CHANTE J.P. CEGELY*- Composants de puissance et applications CHOCAT B. UNITE DE RECHERCHE EN GENIE CIVIL - Hydrologie urbaine COMBESCURE A. MECANIQUE DES CONTACTS COURBON GEMPPM COUSIN M. UNITE DE RECHERCHE EN GENIE CIVIL - Structures DAUMAS F. (Mme) CENTRE DE THERMIQUE DE LYON - Energétique et Thermique DJERAN-MAIGRE I. UNITE DE RECHERCHE EN GENIE CIVIL DOUTHEAU A. CHIMIE ORGANIQUE DUBUY-MASSARD N. ESCHIL DUFOUR R. MECANIQUE DES STRUCTURES DUPUY J.C. PHYSIQUE DE LA MATIERE EMPTOZ H. RECONNAISSANCE DE FORMES ET VISION ESNOUF C. GEMPPM*** EYRAUD L. (Pr. émérite) GENIE ELECTRIQUE ET FERROELECTRICITE FANTOZZI G. GEMPPM*** FAVREL J. PRODUCTIQUE ET INFORMATIQUE DES SYSTEMES MANUFACTURIERS

7 Professeurs FAYARD J.M. BIOLOGIE FONCTIONNELLE, INSECTES ET INTERACTIONS FAYET M. (Pr. émérite) MECANIQUE DES SOLIDES FAZEKAS A. GEMPPM FERRARIS-BESSO G. MECANIQUE DES STRUCTURES FLAMAND L. MECANIQUE DES CONTACTS FLEURY E. CITI FLORY A. INGENIERIE DES SYSTEMES D INFORMATIONS FOUGERES R. GEMPPM*** FOUQUET F. GEMPPM*** FRECON L. (Pr. émérite) REGROUPEMENT DES ENSEIGNANTS CHERCHEURS ISOLES GERARD J.F. INGENIERIE DES MATERIAUX POLYMERES GERMAIN P. LAEPSI**** GIMENEZ G. CREATIS** GOBIN P.F. (Pr. émérite) GEMPPM*** GONNARD P. GENIE ELECTRIQUE ET FERROELECTRICITE GONTRAND M. PHYSIQUE DE LA MATIERE GOUTTE R. (Pr. émérite) CREATIS** GOUJON L. GEMPPM*** GOURDON R. LAEPSI****. GRANGE G. (Pr. émérite) GENIE ELECTRIQUE ET FERROELECTRICITE GUENIN G. GEMPPM*** GUICHARDANT M. BIOCHIMIE ET PHARMACOLOGIE GUILLOT G. PHYSIQUE DE LA MATIERE GUINET A. PRODUCTIQUE ET INFORMATIQUE DES SYSTEMES MANUFACTURIERS GUYADER J.L. VIBRATIONS-ACOUSTIQUE GUYOMAR D. GENIE ELECTRIQUE ET FERROELECTRICITE HEIBIG A. MATHEMATIQUE APPLIQUEES DE LYON JACQUET-RICHARDET G. MECANIQUE DES STRUCTURES JAYET Y. GEMPPM*** JOLION J.M. RECONNAISSANCE DE FORMES ET VISION JULLIEN J.F. UNITE DE RECHERCHE EN GENIE CIVIL - Structures

8 Professeurs JUTARD A. (Pr. émérite) AUTOMATIQUE INDUSTRIELLE KASTNER R. UNITE DE RECHERCHE EN GENIE CIVIL - Géotechnique KOULOUMDJIAN J. INGENIERIE DES SYSTEMES D INFORMATION LAGARDE M. BIOCHIMIE ET PHARMACOLOGIE LALANNE M. (Pr. émérite) MECANIQUE DES STRUCTURES LALLEMAND A. CENTRE DE THERMIQUE DE LYON - Energétique et thermique LALLEMAND M. (Mme) CENTRE DE THERMIQUE DE LYON - Energétique et thermique LAREAL P (Pr. émérite) UNITE DE RECHERCHE EN GENIE CIVIL - Géotechnique LAUGIER A. (Pr. émérite) PHYSIQUE DE LA MATIERE LAUGIER C. BIOCHIMIE ET PHARMACOLOGIE LAURINI R. INFORMATIQUE EN IMAGE ET SYSTEMES D INFORMATION LEJEUNE P. UNITE MICROBIOLOGIE ET GENETIQUE LUBRECHT A. MECANIQUE DES CONTACTS MASSARD N. INTERACTION COLLABORATIVE TELEFORMATION TELEACTIVITE MAZILLE H. (Pr. émérite) PHYSICOCHIMIE INDUSTRIELLE MERLE P. GEMPPM*** MERLIN J. GEMPPM*** MIGNOTTE A. (Mle) INGENIERIE, INFORMATIQUE INDUSTRIELLE MILLET J.P. PHYSICOCHIMIE INDUSTRIELLE MIRAMOND M. UNITE DE RECHERCHE EN GENIE CIVIL - Hydrologie urbaine MOREL R. (Pr. émérite) MECANIQUE DES FLUIDES ET D ACOUSTIQUES MOSZKOWICZ P. LAEPSI**** NARDON P. (Pr. émérite) BIOLOGIE FONCTIONNELLE, INSECTES ET INTERACTIONS NAVARRO Alain (Pr. émérite) LAEPSI**** NELIAS D. LAMCOS NIEL E. AUTOMATIQUE INDUSTRIELLE NORMAND B. GEMPPM NORTIER P. DREP

9 Professeurs ODET C. CREATIS** OTTERBEIN M. (Pr. émérite) LAEPSI**** PARIZET E. VIBRATIONS-ACOUSTIQUE PASCAULT J.P. INGENIERIE DES MATERIAUX POLYMERES PAVIC G. VIBRATIONS-ACOUSTIQUE PECORARO S. GEMPPM PELLETIER J.M. GEMPPM*** PERA J. UNITE DE RECHERCHE EN GENIE CIVIL - Matériaux PERRIAT P. GEMPPM*** PERRIN J. INTERACTION COLLABORATIVE TELEFORMATION TELEACTIVITE PINARD P. (Pr. émérite) PHYSIQUE DE LA MATIERE PINON J.M. INGENIERIE DES SYSTEMES D INFORMATION PONCET A. PHYSIQUE DE LA MATIERE POUSIN J. MODELISATION MATHEMATIQUE ET CALCUL SCIENTIFIQUE PREVOT P. INTERACTION COLLABORATIVE TELEFORMATION TELEACTIVITE PROST R. CREATIS** RAYNAUD M. CENTRE DE THERMIQUE DE LYON - Transferts Interfaces et Matériaux REDARCE H. AUTOMATIQUE INDUSTRIELLE RETIF J-M. CEGELY* REYNOUARD J.M. UNITE DE RECHERCHE EN GENIE CIVIL - Structures RICHARD C. LGEF RIGAL J.F. MECANIQUE DES SOLIDES RIEUTORD E. (Pr. émérite) MECANIQUE DES FLUIDES ROBERT-BAUDOUY J. (Mme) (Prof. émérite) GENETIQUE MOLECULAIRE DES MICROORGANISMES ROUBY D. GEMPPM*** ROUX J.J. CENTRE DE THERMIQUE DE LYON Thermique de l Habitat RUBEL P. INGENIERIE DES SYSTEMES D INFORMATION

10 Professeurs SACADURA J.F. CENTRE DE THERMIQUE DE LYON - Transferts Interfaces et Matériaux SAUTEREAU H. INGENIERIE DES MATERIAUX POLYMERES SCAVARDA S. (Pr. émérite) AUTOMATIQUE INDUSTRIELLE SOUIFI A. PHYSIQUE DE LA MATIERE SOUROUILLE J.L. INGENIERIE INFORMATIQUE INDUSTRIELLE THOMASSET D. AUTOMATIQUE INDUSTRIELLE THUDEROZ C. ESCHIL Equipe Sciences Humaines de l Insa de Lyon UBEDA S. CENTRE D INNOV. EN TELECOM ET INTEGRATION DE SERVICES VELEX P. MECANIQUE DES CONTACTS VERMANDE P. (Pr émérite) LAEPSI VIGIER G. GEMPPM*** VINCENT A. GEMPPM*** VRAY D. CREATIS** VUILLERMOZ P.L. (Pr. émérite) PHYSIQUE DE LA MATIERE

11 Directeurs de recherche C.N.R.S. : BERTHIER Y. CONDEMINE G. COTTE-PATAT N. (Mme) ESCUDIE D. (Mme) FRANCIOSI P. MANDRAND M.A. (Mme) POUSIN G. ROCHE A. SEGUELA A. VERGNE P. MECANIQUE DES CONTACTS UNITE MICROBIOLOGIE ET GENETIQUE UNITE MICROBIOLOGIE ET GENETIQUE CENTRE DE THERMIQUE DE LYON GEMPPM*** UNITE MICROBIOLOGIE ET GENETIQUE BIOLOGIE ET PHARMACOLOGIE INGENIERIE DES MATERIAUX POLYMERES GEMPPM*** LaMcos Directeurs de recherche I.N.R.A. : FEBVAY G. GRENIER S. RAHBE Y. BIOLOGIE FONCTIONNELLE, INSECTES ET INTERACTIONS BIOLOGIE FONCTIONNELLE, INSECTES ET INTERACTIONS BIOLOGIE FONCTIONNELLE, INSECTES ET INTERACTIONS Directeurs de recherche I.N.S.E.R.M. : KOBAYASHI T. PRIGENT A.F. (Mme) MAGNIN I. (Mme) PLM BIOLOGIE ET PHARMACOLOGIE CREATIS** * CEGELY CENTRE DE GENIE ELECTRIQUE DE LYON ** CREATIS CENTRE DE RECHERCHE ET D APPLICATIONS EN TRAITEMENT DE L IMAGE ET DU SIGNAL ***GEMPPM GROUPE D'ETUDE METALLURGIE PHYSIQUE ET PHYSIQUE DES MATERIAUX ****LAEPSI LABORATOIRE D ANALYSE ENVIRONNEMENTALE DES PROCEDES ET SYSTEMES INDUSTRIELS

12 A Agnes, mon épouse A mes parents A tous ceux qui me sont Chers Merci à Philippe pour avoir su me faire confiance. Grâce à lui j ai appris le métier d ingénieur. Merci à Valérie et Alain pour la liberté qu ils ont su m accorder. Grâce à eux j ai découvert la recherche. On fait la science avec des faits, comme on fait une maison avec des pierres : mais une accumulation de faits n'est pas plus une science qu'un tas de pierres n'est une maison. Henri Poincaré

13 Sommaire Clément Dupuy 14 Thèse Institut National des Sciences Appliquées de Lyon

14 CHAPITRE 1 INTRODUCTION La traçabilité : un sujet d actualité Démarche scientifique et guide de lecture de la thèse 19 CHAPITRE 2 D UNE PROBLÉMATIQUE INDUSTRIELLE À UNE PROBLÉMATIQUE DE RECHERCHE Introduction Contexte : le groupe Aoste Les activités du groupe Aoste Chaîne logistique et processus de fabrication du saucisson sec Projet traçabilité : étude du besoin Traçabilité avant le projet Un nouveau besoin : informatisation de la traçabilité Traçabilité : une tendance qui s amplifie Evolution du besoin Une opportunité à saisir pour installer d autres fonctionnalités Mise en œuvre du système d'information Choix de la solution Structure du projet Analyse, mise en œuvre et extension Vers une problématique de recherche Résumé et conclusion 31 CHAPITRE 3 TRAÇABILITÉ DANS L'AGRO-ALIMENTAIRE Introduction La traçabilité Définitions Notions fondamentales pour la traçabilité Spécificité de l'industrie agro-alimentaire Exemples de filières de l agro-alimentaire La filière bovine 39 Clément Dupuy 15 Thèse Institut National des Sciences Appliquées de Lyon

15 3.4.2 Les produits de la mer La filière lait L'exemple des céréales biologiques Disparité des filières de l agroalimentaire Les intérêts de la traçabilité dans l'industrie agroalimentaire Les trois acteurs de la traçabilité La relation fournisseur / consommateur Historique Relation au produit Le rôle de l état et de la législation Résumé et conclusion 48 CHAPITRE 4 LES OUTILS POUR UN SYSTÈME DE TRAÇABILITÉ Introduction Identification physique des lots L'identifiant du lot Etiquettes et enregistrements manuels Les outils d'identification automatique Nouvelles techniques d identification Identification par marquage ADN RFID : avenir de la traçabilité? Systèmes d information Le niveau MES / atelier Le niveau ERP Traçabilité de filière, les outils Internet Résumé et conclusion 60 CHAPITRE 5 MODÉLISATION DE LA TRAÇABILITÉ Introduction Méthode d optimisation de la traçabilité interne Introduction Dispersion des lots : définition ère phase : Modélisation du système existant Etape 1 : Définition des TRU existants Etape 2 : Modélisation de l enchaînement des TRU 64 Clément Dupuy 16 Thèse Institut National des Sciences Appliquées de Lyon

16 Etape 3 : Evaluation de la dispersion Etape 4 : Analyse du système de traçabilité existant ème phase : analyse et amélioration des processus de fabrication et de l organisation Etape 5 : Analyse du graphe de dispersion Etape 6 : Modification des processus de fabrication et de l organisation ème phase : Définition du nouveau système de traçabilité Etape 7 : Définition des enregistrements Etape 8 : Définition de l identification des TRU Etape 9 : Définition de «la base de données traçabilité» ème phase : Mise en place du système de traçabilité Modélisation du système de traçabilité de la chaîne logistique Introduction Optimisation de la chaîne logistique Modélisation du processus d enregistrement du flux matière Objectif Modélisation avec ARIS Les 3 modèles génériques Enchaînement des modèles Mise en œuvre des modèles Comparaison des modèles Conception de systèmes de traçabilité Analogie avec le modèle SCOR Mise en place d indicateurs de performance Objectifs Définition d'un indicateur de performance Système d'indicateurs de performance Indicateurs de performance pour la traçabilité Utilisation des indicateurs de performance Résumé et conclusion 82 CHAPITRE 6 APPLICATION DES MODÈLES Introduction Application de la méthode d optimisation de la traçabilité interne ère phase : Modélisation du système existant Etape 1 : Définition des TRU existants Etape 2 : Modélisation de l enchaînement des TRU Etape 3 : Détermination de la dispersion 86 Clément Dupuy 17 Thèse Institut National des Sciences Appliquées de Lyon

17 Etape 4 : Analyse du système de traçabilité existant ème phase : analyse et amélioration des processus de fabrication et de l organisation Etape 5 : Analyse du graphe de dispersion Etape 6 : Modification des processus de fabrication et de l organisation ème phase : Mise en place du système d information Etape 7 : Définition des enregistrements Etape 8 : Définition de l identification des TRU Etape 9 : Définition de «la base de données traçabilité» Modélisation de la chaîne logistique du groupe Aoste Contexte Modélisation Exploitation du modèle Indicateurs de performance Résumé et Conclusion 99 CHAPITRE 7 OPTIMISATION DE LA DISPERSION DES LOTS DE FABRICATION _ Introduction La dispersion des lots : un nouvel enjeu de la traçabilité Le problème de dispersion des lots Un exemple industriel : la production de saucisson sec Dispersion des lots Modèle graphique et complexité Modèle mathématique Résultats et commentaires Conclusion et perspectives 106 CHAPITRE 8 BIBLIOGRAPHIE 112 Clément Dupuy 18 Thèse Institut National des Sciences Appliquées de Lyon

18 Chapitre 1 : Introduction Chapitre 1 Introduction 1.1 La traçabilité : un sujet d actualité La traçabilité peut se définir comme la possibilité de suivre un produit aux différents stades de sa production, de sa transformation et de sa commercialisation, notamment dans les filières alimentaires. Présentée comme la solution miracle aux crises de sécurité alimentaire de plus en plus nombreuses, la traçabilité est un sujet qui n a jamais été autant d actualité. Des crises comme par exemple celles de la «vache folle» (à partir de 1996), du poulet à la dioxine (mai 1999), l épizootie de fièvre aphteuse (mars 2001) ou de la grippe du poulet en Asie (février 2004) ont créé une prise de conscience et une inquiétude auprès des consommateurs qui ont besoin d être rassurés. L industrie agro-alimentaire, face à cette nouvelle problématique, cherche à se doter d outils performants pour la traçabilité. En effet, une crise mal gérée peut avoir des conséquences catastrophiques pour une entreprise. Face à ces constatations, les entreprises de l agro-alimentaire se retrouvent avec des systèmes de gestion de la traçabilité qui ne sont plus adaptés. Mais devant la question «comment optimiser le système de traçabilité?», elles se retrouvent la plupart du temps désemparées. 1.2 Démarche scientifique et guide de lecture de la thèse Le travail que nous présentons dans cette thèse a été mené en collaboration étroite avec le groupe Aoste dans le cadre d une convention CIFRE. L auteur de cette thèse a pris part à la mise en œuvre d un projet d implantation de système de traçabilité en tant que chef de projet. Notre démarche scientifique a été de partir d une problématique industrielle pour ensuite identifier une problématique de recherche. Nous sommes donc partis d un cas concret : la définition et la mise en œuvre d un système informatique de traçabilité dans une entreprise agro- Clément Dupuy 19

19 Chapitre 1 : Introduction alimentaire, le groupe Aoste. Nous avons tout d abord analysé ce cas, en nous appuyant sur les travaux de recherche déjà existants. Nous avons constaté que la traçabilité est devenue un enjeu vital pour les entreprises de l agro-alimentaire et que celles-ci n ont pas d outils et de méthodes adaptés pour mettre en œuvre des systèmes de traçabilité qui répondent à leurs nouveaux besoins. Nous avons enfin pu dégagé une problématique de recherche : identifier le besoin de ces entreprises et fournir des outils pour mettre en œuvre et optimiser la traçabilité. Nous répondons à cette problématique en proposant des méthodes et des modèles adaptés à plusieurs niveaux de traçabilité : Pour la traçabilité interne et la dispersion des lots de production : une méthode et un modèle spécifique (Chapitre 5.2, p.61) Pour la traçabilité de la chaîne logistique : une modélisation par «briques» du processus d enregistrement du flux matière (Chapitre 5.3, p.72) Pour le cas particulier des nomenclatures à 3 niveaux avec assemblage et désassemblage : un modèle mathématique pour minimiser la dispersion des lots (Chapitre 7, p.100). Enfin, les modèles que nous proposons ont été expérimentés et appliqués dans le cas concret de l implantation d un système de traçabilité dans le groupe Aoste (Chapitre 6). Nous proposons un plan de thèse qui correspond au cheminement de notre démarche scientifique (Figure 1) : Chapitre 1 : Introduction (p.19) Chapitre 2 : D une problématique industrielle à une problématique de recherche (p.22) Chapitre 3 : Traçabilité dans l'agro-alimentaire (p.32) Chapitre 4 : Les outils pour un système de traçabilité (p.50) Chapitre 5 : Modélisation de la traçabilité (p.61) Chapitre 6 : Application des modèles (p.84) Chapitre 7 : Optimisation de la dispersion des lots de fabrication (p.100) Clément Dupuy 20

20 Chapitre 1 : Introduction Analyse Etat de l art Etat des lieux Mo déli sation Optimisation Mi se e n œ uvre Problématique de recherche Chapitre 3 : Traçabilité dans l'agro-alimentaire Chapitre 4 : Les outils pour un système de traçabilité Chapitre 5 : Modélisation de la traçabilité Chapitre 2 : D une problématique industrielle à une problématique scientifique Chapitre 7 : Optimisation de la dispersion des lots de fabrication Problématique industrielle Chapitre 1 : Introduction Chapitre 6 : Application Figure 1 : plan de la thèse Le lecteur qui s intéresse particulièrement à l état de l art dans le domaine de la traçabilité pourra commencer par les chapitres 3 et 4 (Chapitre 3 : Traçabilité dans l'agro-alimentaire, p.32 ; Chapitre 4 : Les outils pour un système de traçabilité, p.50). Si l intérêt du lecteur se porte vers notre apport sur la modélisation de la traçabilité, il serra alors intéressé par le chapitre 5 (Chapitre 5 : Modélisation de la traçabilité p.61). L application de nos modèles est présentée dans le chapitre 6 (Chapitre 6 : Application des modèles, p.84). Une approche d un cas concret, d un point de vue plus «recherche opérationnelle / modèle mathématique» est proposée dans le chapitre 7 (Chapitre 7 : Optimisation de la dispersion des lots de fabrication, p.100). A la fin de chaque chapitre, nous donnons un résumé et une conclusion de la partie abordée. A la fin du mémoire, nous proposons une annexe à laquelle le lecteur pourra se reporter : nous y décrivons le processus de fabrication, la chaîne logistique et les termes spécifiques du groupe Aoste. Clément Dupuy 21

21 Chapitre 2 : D une problématique industrielle à une problématique de recherche Chapitre 2 D une problématique industrielle à une problématique de recherche 2.1 Introduction Comme nous l avons précisé dans le chapitre 1, le travail que nous présentons ici a été mené en collaboration étroite avec le groupe Aoste dans le cadre d une convention CIFRE. La méthode de travail choisie a été de partir d une problématique industrielle pour identifier une problématique de recherche. L objectif de ce chapitre est de présenter dans un premier temps le contexte dans lequel est né puis a évolué le projet SPRING 3000 : un projet d implantation du module gestion de production d un ERP dans les sites de production du groupe Aoste avec comme objectif principal l optimisation de la traçabilité. Dans un deuxième temps, nous nous attacherons à développer la problématique de recherche que nous avons tirée de ce cas industriel. 2.2 Contexte : le groupe Aoste Les activités du groupe Aoste Le groupe Aoste appartient au groupe international Sara Lee. Il produit et distribue des produits de charcuterie à travers 5 grandes activités : L activité SEC produit et commercialise des produits comme des saucissons, des saucisses, du chorizo, Elle regroupe 5 sites de production dans la région lyonnaise sur 5 réseaux commerciaux correspondant à des marques (Justin Bridou, Cochonou, Calixte, Aoste,...) L activité jambon cru produit et commercialise des jambons crus. Elle regroupe 5 réseaux commerciaux dont le plus important est Aoste Clément Dupuy 22

22 Chapitre 2 : D une problématique industrielle à une problématique de recherche France et un site de production au village d Aoste (38). Le groupe Aoste possède également deux sites en Italie. L activité jambon cuit sur 2 sites de production regroupe tout le processus de fabrication de la découpe au conditionnement en passant par la cuisson. L activité tranchage, située sur 2 sites, tranche et conditionne les produits fabriqués dans le groupe (saucisson et jambons prétranchés). L activité tradi regroupe 2 réseaux commerciaux sur 2 sites. Ce pôle commercialise des produits et des plats cuisinés pour les charcuteries : c est une activité de négoce. Nos travaux se sont particulièrement concentrés sur le processus de fabrication de l activité SEC, de la découpe viande à l expédition. Elle concerne donc les usines de l activité «sec» et la découpe de la viande, située sur le site d Aoste. Ce processus de fabrication s insère dans une chaîne logistique (supply chain) complexe qui est décrite par la Figure 2. Groupe Aoste Abattoirs Découpe viande Aoste (1 site) Sites de production (6 sites) Plates-Formes de distribution Supermarchés Éleveurs Découpeurs Tranchage (2 sit es) Sociétés ext de congélation (2 sites) Clients extérieurs Fournisseurs extérieurs Figure 2 : Chaîne logistique de l activité «saucisson sec» du groupe Aoste Chaîne logistique et processus de fabrication du saucisson sec Les porcs sont élevés en France (principalement en Bretagne) ou à l étranger (Angleterre, Espagne, Belgique,...). Ils sont tués dans des abattoirs agréés généralement proches du lieu d élevage. Ils sont alors découpés en grands quartiers (bardière, demi coche, épaule de porc, jambon de porc,...) par les abattoirs eux-mêmes ou par des sociétés extérieures. Clément Dupuy 23

23 Chapitre 2 : D une problématique industrielle à une problématique de recherche C est ainsi que la viande entre dans le processus de production du groupe Aoste. Une seconde découpe, plus fine, est alors effectuée. On obtient ainsi plus d une centaine de références de morceaux de viandes différents. Certaines références comme le filet mignon ou certaines parures ne sont pas utilisées dans le processus de fabrication du saucisson : elles sont vendues à des sociétés extérieures au groupe. Les articles utilisés par le processus de fabrication du saucisson sont envoyés sur les différents sites. En cas de surplus, la congélation et le stockage dans des sociétés extérieures spécialisées sont utilisés. Les sites de production de saucisson reçoivent non seulement des viandes de la découpe mais aussi des viandes découpées de fournisseurs extérieurs. Ils reçoivent également d autres produits tels que les ingrédients (épices, noisettes,...), les boyaux et les éléments de conditionnement (film, cartons, ). Une fois la production des saucissons achevée, ceux-ci sont parfois envoyés sur des sites de tranchage pour obtenir des produits prétranchés. La plupart du temps, une fois conditionnés, les saucissons sont envoyés directement sur les plateformes de distribution puis distribués sur les supermarchés. La production de saucisson est faite à travers 5 grandes étapes : la découpe de la viande, le hachage (hachage et mélange des viandes avec les condiments), l embossage (mise sous boyaux de la mêlée obtenue au hachage), l étuvage et le séchage (de 1 à 4 semaines suivant la taille des produits) puis le conditionnement (Figure 3). Viande Découpe viande Préparation mêlée - Hachage - Mise sous boyaux -Embossage- Étuvage Séchage Conditionnement Figure 3 : étapes de la production du saucisson SEC Saucisson 2.3 Projet traçabilité : étude du besoin Traçabilité avant le projet Dans les années 80 et 90, suite à des démarches qualité successives (HACCP 1, ISO 2 ), les sites de production du groupe Aoste se 1 HACCP : Hazard Analysis Critical Control Point. Approche organisée et systématique permettant de construire, de mettre en œuvre ou d améliorer l assurance de la sécurité des denrées alimentaires. Clément Dupuy 24

24 Chapitre 2 : D une problématique industrielle à une problématique de recherche sont dotés de systèmes de traçabilité papier. Ils enregistraient ainsi l historique de consommation et de création des lots de viande et des différents produits finis et semi-finis. La traçabilité des ingrédients (autres que la viande) était quand à elle gérée à la date d utilisation. A la fin des années 90, le groupe Aoste a lancé un grand projet d implantation d ERP. La traçabilité avale, c est à dire la traçabilité des produits expédiés, est entrée dans le périmètre de ce projet. Via le système mis en place (GENACOD 400), l utilisateur peut connaître la date d expédition et la destination d un lot donné. En 2001, année de démarrage du projet qui prendra plus tard le nom de SPRING 3000, la traçabilité interne du groupe Aoste était donc totalement gérée par papier dans la plupart des sites de production Un nouveau besoin : informatisation de la traçabilité La quantité de produits à tracer et surtout leur diversité croissante posaient de plus en plus de problèmes de gestion de la traçabilité interne du groupe. Plusieurs points critiques ont été identifiés : La fiabilité des données de traçabilité a été remise en question. Par exemple, face aux nombreux mélanges de produits dans le processus de fabrication du saucisson (mélange de viandes), comment être sûr qu aucune erreur d écriture n a pas été commise? Comment s assurer que les consommations annoncées soient cohérentes avec les quantités de viande réceptionnées? Lors d une requête de traçabilité, comment garantir l exhaustivité des lots identifiés? La rapidité pour retrouver la traçabilité a été mise en cause. En cas de crise, l entreprise doit être en mesure de retrouver rapidement des lots de produits à retirer de la vente : c'est son image qui est en jeu. De plus, plus on réagit vite, plus on a de chance d identifier des produits qui n ont pas encore été expédiés. Dans le cas d une traçabilité papier, l identification des produits semi-finis ou finis concernés par un ou plusieurs lots de viande pouvait prendre plusieurs jours. La précision du système de traçabilité a également été un axe important, en particulier pour la traçabilité des viandes. Même si la précision du système déjà en place était acceptable, toute amélioration pouvait être intéressante pour limiter la taille des rappels en cas de problème. 2 ISO : International Organization for Standardization Clément Dupuy 25

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