Introduction
Le processus d'industrialisation d'un nouveau procédé s'inscrit généralement dans une logique de mise sur le marché d'un nouveau produit. Il faut donc initialement disposer d'une définition la plus exacte possible des besoins réels à satisfaire. De l'idée (émergent le plus souvent dans un laboratoire) à l'usine, de la conception à l'exploitation du procédé, va ensuite se mettre en place une démarche méthodologique, réalisée de manière quasi-systématique et formelle par les entreprises.
Pourquoi une démarche formelle ? La caractéristique principale d'un problème de conception par rapport aux autres problèmes d'ingénierie est que seule une très petite fraction de l'information requise pour la conception est disponible dans le cahier des charges initial. Par exemple, un chimiste peut avoir découvert une nouvelle réaction pour synthétiser un produit existant et, au moment de concevoir le réacteur et de choisir les séparations etc, seules les conditions de la réaction ainsi que quelques informations sur les matières premières et les produits sont disponibles. La conception de tout procédé nécessite de faire des hypothèses sur le type d'opérations unitaires à mettre en œuvre, sur les équipements, sur leurs connections mais aussi sur les températures, pressions et débits requis... On estime généralement que le nombre de manières d'accomplir un même but, autrement dit le nombre de procédés alternatifs, est compris entre \(10^4\) et \(10^9\) [Douglas, 1988][1]. Il est donc nécessaire de réduire au plus tôt le nombre d'alternatives possibles. Ceci est d'autant plus vrai que les chances de commercialisation d'un nouveau procédé ne sont que de 1 à 3% à l'échelle de la Recherche, de 10 à 25% à l'échelle du Développement et de 40 à 60% à l'échelle pilote [Douglas, 1988][1].
Lorsque l'on considère les différentes façons d'accomplir un même but, on se heurte à de nombreuses contraintes et spécifications faisant chuter le nombre des alternatives possibles. Certaines d'entre elles sont fixes, invariantes et incontournables : il s'agit par exemple des lois de la physique, des spécifications du produit fini (concentration, pureté...), des normes environnementales et autres contraintes réglementaires, des contraintes économiques... D'autres sont plus souples et constitueront les variables d'ajustement pour le choix. Citons le choix des matériaux, les contraintes sociales, le choix de certains paramètres opératoires... Signalons que l'on tend de plus en plus vers un accroissement du nombre de contraintes fixes : zéro pollution, zéro accident, zéro défaut, délai minimal entre commande et livraison. Ainsi, dés le début du projet, il est utile de distinguer les contraintes externes, délimitant la région des conceptions possibles, des contraintes internes, délimitant quant à elles la région des conceptions plausibles (cf. Figure ci-dessous).
