Un tournant dans le développement des emballages - avec le hub d'applications IA pour les emballages en plastique
Le hub d'applications IA Emballages plastiques, financé par le ministère fédéral allemand de la Recherche et de l'Éducation et consacré au développement durable des emballages grâce à l'utilisation de l'intelligence artificielle, présentera ses premiers grands jalons dans le cadre d'une action organisée dans toute l'Allemagne en novembre sur quatre sites différents. À Aix-la-Chapelle, Darmstadt, Dresde et Nuremberg, les experts de plus de 51 partenaires issus de l'économie, de la science et de la société présenteront entre autres un logiciel visionnaire de développement d'emballages ainsi que des modèles informatiques permettant de relier pour la première fois de multiples acteurs de l'industrie de l'emballage plastique dans un espace de données virtuel.
L'industrie de l'emballage en pleine mutation
Il est bien connu que les emballages sont importants pour protéger les aliments des influences néfastes et de la détérioration. Les exigences respectives posées à l'emballage sont extrêmement variées et complexes selon le produit, les possibilités de combinaison sont presque infinies : l'hygiène, la fraîcheur, la protection contre les odeurs ou la protection contre les dommages ne sont que quelques-uns des paramètres décisifs pour le choix du bon emballage. Outre la fonctionnalité, il faut également tenir compte du design, de l'acceptation par le client et des coûts, ainsi que de la question de la compatibilité avec l'environnement et du bilan écologique.
Ce dernier joue un rôle de plus en plus important. Les emballages plastiques étant connus pour être difficilement dégradables, il est d'autant plus important de les recycler et de les faire circuler. C'est d'ailleurs ce qu'exige un nouveau règlement de l'UE selon lequel, d'ici 2030, tous les emballages en plastique devront être fabriqués à partir de matériaux recyclés dans une proportion minimale de 35%. C'est là qu'intervient la recherche du hub d'applications IA, qui est divisé en deux laboratoires d'innovation : K3I-Cycling et KIOptiPack.
Un design d'emballage global grâce à l'utilisation de l'IA
Dans le cadre du laboratoire d'innovation KIOptiPack, les scientifiques se sont donné pour mission, en collaboration avec les partenaires et les entreprises impliqués, de développer un tout nouveau logiciel intersectoriel capable de prendre en compte toute une série d'exigences susmentionnées pour un emballage plastique et de les combiner en une vue d'ensemble à l'aide de modèles mathématiques et de méthodes basées sur l'IA. Après l'intégration complète de toutes les données, le logiciel proposera à l'avenir le meilleur design d'emballage possible pour un produit donné, tout en utilisant un minimum de matériaux. Actuellement, des acteurs de premier plan de tous les secteurs de l'industrie de l'emballage assemblent des modules logiciels existants qui prennent en compte les facteurs les plus divers, tels que la durée de conservation du produit, l'analyse du cycle de vie d'un emballage, son impact sur l'environnement, l'utilisation de matériaux recyclés et même l'acceptation par les consommateurs. Pour la première fois, les entreprises ont ainsi la possibilité de parvenir à une solution d'emballage optimale dans le sens de la durabilité, sans phases de test coûteuses ni utilisation de matériaux supplémentaires.
"Imaginez ce logiciel innovant comme un système de navigation personnel pour la fabrication d'emballages. Tout comme un appareil de navigation analyse différents itinéraires et propose le meilleur trajet, ce logiciel regroupe tous les facteurs pertinents et propose des recommandations d'optimisation", raconte le Dr.Ing. Malte Schön, chef de projet KIOptiPack à l'Institut de plasturgie (IKV) de la RWTH d'Aix-la-Chapelle.
Ainsi, les experts du KI-Hub ont récemment pu démontrer à l'avance, à l'aide des éléments logiciels déjà existants, dans le cadre d'une étude sur les emballages de produits carnés et leur impact sur l'environnement, que la réponse à une plus grande durabilité pour ce type de produits frais ne réside pas forcément, contre toute attente, dans la réduction de la quantité d'emballages. Moins d'emballage ne signifie pas automatiquement moins d'impact sur l'environnement - si l'économie réalisée ne permet pas d'obtenir la durée de conservation nécessaire et si le consommateur doit ensuite jeter son aliment au lieu de le consommer.
Espace de données commun pour des solutions d'emballage durables
Une autre étape importante du hub d'applications IA est un système électronique spécialement développé qui permet de collecter et de relier les informations des différents acteurs de l'industrie de l'emballage afin d'établir des processus de production plus durables - en d'autres termes, une infrastructure commune et un échange de données au-delà des frontières de l'usine. Ces deux éléments seront essentiels à l'avenir pour mieux intégrer les matières recyclées dans les solutions d'emballage.
Leur qualité parfois hétérogène pose des défis particuliers à la branche, car il est souvent difficile de savoir de quels composants les matières recyclées se composent réellement ou combien et quelles substances indésirables elles contiennent éventuellement - des fabricants de matières recyclées à l'industrie alimentaire en passant par les entreprises produisant des films d'emballage, un échange systématique de données et un langage conceptuel uniforme seront donc nécessaires à l'avenir.
"Pour que cet échange ait un sens, nous avons dû, dans un premier temps, développer une toute nouvelle ontologie, c'est-à-dire un langage de données pour l'ensemble du secteur. Une sorte de "dictionnaire" pour tous les acteurs de la chaîne de création de valeur", explique le professeur Christoph Quix du Fraunhofer-Institut für Angewandte Informationstechnik FIT. "Des jeux de données individuels peuvent ainsi être attribués à des catégories supérieures et à des désignations concrètes et universelles et être rendus accessibles et utilisables par tous".
Dans le cadre des Open Hub Days, l'Institut Fraunhofer pour la technique des procédés et l'emballage IVV de Dresde présentera également pour la première fois un modèle de liaison informatique pour un échange de données planifié sur la base des catégories créées. Cela montre comment les acteurs et les entreprises les plus divers et leurs informations peuvent être reliés entre eux par une sorte d'autoroute de données sécurisée. Les données elles-mêmes restent protégées sur les ordinateurs des différents acteurs - personne ne doit donc divulguer des informations sensibles à d'éventuels concurrents. De cette manière également, il est possible de tirer des conclusions sur le comportement des matériaux d'emballage, ce qui permet de développer plus rapidement de meilleurs matériaux.
"En tant que chercheurs, nous sommes heureux de pouvoir contribuer, grâce à nos développements, à la transformation vers des solutions d'emballage plus durables, basées sur des données sécurisées", se réjouit le professeur Marek Hauptmann, chef de projet de l'application KIOptiPack, du Fraunhofer-Institut für Verfahrenstechnik und Verpackung IVV. "Dans une prochaine étape, nous voulons également lancer des projets de recherche similaires pour l'industrie du papier".
Note: Cet article a été traduit à l'aide d'un système informatique sans intervention humaine. LUMITOS propose ces traductions automatiques pour présenter un plus large éventail d'actualités. Comme cet article a été traduit avec traduction automatique, il est possible qu'il contienne des erreurs de vocabulaire, de syntaxe ou de grammaire. L'article original dans Allemand peut être trouvé ici.
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