Projet : Régulation d'un système de formulation de colorant

Système automatisé de formulation de couleur à base de colorants alimentaires

Informations

Membres du groupe 4

• BEN ZAID Doha

• BOUSMARA Imane

• CHERGUI Amine Sofiane

• KOLEV Alexandra

Date de début du projet
Octobre 2025

Date de fin prévue
Janvier 2026

Cursus
Master 2 – Ingénierie Chimique, Sorbonne Université

Contexte

Dans le cadre du projet 823, nous sommes amenés à concevoir un système innovant qui illustre les principes de la digitalisation et de l’automatisation appliqués aux procédés. Pour cela, nous avons choisi de développer un dispositif capable de réaliser automatiquement la formulation de couleurs à partir de colorants alimentaires. Ce projet s’inspire des pratiques industrielles où la précision du dosage, la reproductibilité et le contrôle automatique des paramètres sont essentiels. Grâce à l’utilisation de composants électroniques, mécaniques et programmables, ce travail nous permettra d’aborder concrètement l’intégration d’un système automatisé complet : depuis la conception jusqu’aux tests, en passant par la fabrication au FabLab. Ce Wiki servira de support pour documenter l’évolution de notre prototype, étape par étape, afin de suivre la démarche de conception et les choix techniques réalisés tout au long du projet.

Objectifs 

L’objectif de ce projet est de concevoir et réaliser un système entièrement automatisé permettant de formuler des couleurs à partir de colorants alimentaires grâce à un contrôle précis du débit de chaque composant. Le dispositif doit intégrer une logique de digitalisation et d’automatisation inspirée des procédés industriels de formulation, en utilisant des capteurs, actionneurs et une carte de commande pour assurer un dosage fiable, reproductible et propre des différents colorants.

Figure 1  : Une représentation de système de formulation de colorant par l'IA

Matériel

• 8 réservoirs

• 3 débitmètres 

• 4 vannes/pompes + une vanne 

• Plaque tournante 

• Capteur niveau 

• Capteur couleur 

• Agitateur 

• Arduino 

• Colorant 

• Source d'eau 

• 5 tuyaux

GRAFCET

CONSTRUCTION

Conception de la tige d’agitation sous OpenSCAD

La tige d’agitation a été entièrement modélisée sous OpenSCAD, ce qui nous a permis de définir un design paramétrique, précis et facilement modifiable. Le modèle intègre un trou axial de 2,1 mm sur toute la longueur pour l’insertion sur l’axe moteur, ainsi qu’une géométrie optimisée pour l’impression 3D. OpenSCAD nous a permis de contrôler précisément les dimensions (longueur de 12 cm, diamètre externe de 6 mm) et d’assurer un positionnement correct de l’hélice au centre de la tige afin de garantir une agitation efficace. Le rendu final est illustré ci-dessous.

Figure 2 : Modélisation 3D de la tige d’agitation sous OpenSCAD

Avancement du projet

Nous avons récupéré l’ensemble du matériel nécessaire au projet et l’avons installé au sein du FabLab. Cette étape nous a permis de prendre en main les composants physiques, de vérifier leur état, leur compatibilité et de nous familiariser avec l’organisation matérielle du système avant de commencer les premières phases de conception et de modélisation.

Nous avons étudié en détail le fonctionnement global du système de formulation. À cette occasion, nous avons construit un premier schéma fonctionnel permettant d’identifier les flux, les connexions entre les modules et la logique générale du processus. Nous avons également défini le rôle de chaque composant (pompes, réservoirs, tige d’agitation, capteurs, électronique…), ce qui a permis de structurer clairement l’architecture du système avant la phase de modélisation.

Nous avons réalisé la modélisation du système dans OpenSCAD, incluant la conception détaillée de la tige d’agitation sous forme d’hélice afin d’optimiser le mélange des solutions. La tige a ensuite été imprimée en 3D pour être testée et ajustée. En parallèle, nous avons fixé une planche destinée à servir de support pour les réservoirs contenant les colorants dilués.