LA PATRIE – « Tu vas voir, si tu vas au centre de bouillage de La Patrie, l’érablière est comme une soucoupe volante. Il y a des capteurs et des lumières qui clignotent partout », avait prévenu le chercheur Jean-Michel Lavoie, titulaire de la chaire de recherche en acériculture de l’Université de Sherbrooke. Cet avertissement a piqué la curiosité de La Terre, qui s’est rendue à La Patrie, un village de l’Estrie situé entre Sherbrooke et Lac-Mégantic, pour jeter un œil sur les installations d’une érablière et de son centre de bouillage dignes d’une usine 4.0. 

Dans le milieu industriel, 4.0 désigne un site de production qui combine l’automatisation, la prise de données en temps réel et les technologies avancées. Voilà exactement la spécialité de Thomas Bernard, qui vient de terminer son doctorat en génie électrique à l’Université de Sherbrooke sur la collecte de données et l’automatisation des opérations en acériculture.

Les silos qui contiennent l’eau d’érable et le concentré sont tous munis de quatre actionneurs de valve chacun avec des boîtiers remplis de témoins lumineux, le concentrateur par osmose inversé est lui aussi agrémenté de ces actionneurs de valve, tout comme l’entrée des presses à sirops. 

Pourtant, Thomas Bernard ne connaissait rien au milieu de l’érable avant d’en faire son sujet de thèse. La première fois qu’il est entré au centre de bouillage, il y a vu un énorme potentiel d’automatisation et d’en faire un système de production 4.0, se rappelle-t-il. Le centre de bouillage de La Patrie a ensuite effectué des démarches de subventions pour embarquer dans ce projet d’automatisation avec l’objectif de pallier à long terme les problèmes de recrutement de main-d’œuvre. Car s’il est facile d’obtenir de la main-d’œuvre étrangère pour accomplir les opérations de base, il est difficile de trouver et de conserver un employé qui s’occupe des opérations plus poussées de la production de sirop d’érable. 

« L’autre but avec l’automatisation, c’est de diminuer les pertes et d’être meilleur que l’humain », ajoute M. Bernard. Ce dernier mentionne que l’erreur humaine entraîne parfois du gaspillage d’eau d’érable, des coûts supplémentaires ou une qualité de sirop qui n’est pas toujours optimale. « Quand c’est le temps des sucres, la charge mentale d’avoir à vérifier huit affaires différentes en même temps, c’est huit petits hamsters qui tournent dans la tête de la personne qui bouille. Ce ne sont pas des choses compliquées, mais c’est la somme de toutes ces choses à vérifier, en plus du manque de sommeil, qui entraîne des erreurs. La personne actionne la mauvaise valve; elle ne remplit pas bien les registres; elle oublie de partir le cycle de nettoyage au bon moment, etc. L’automatisation vient éviter beaucoup d’erreurs humaines et laisser l’humain se concentrer sur ce qui a de la valeur », explique-t-il. 

Les équipementiers proposent déjà des solutions automatisées à leurs clients, mais Thomas Bernard met tranquillement en place un concept global qui s’attaque à tous les irritants et les risques d’erreur dans une cabane à sucre. 

Un serveur aux commandes

Des équipements du centre de bouillage de La Patrie interagissent et suivent les ordres d’un simple serveur informatique. Par exemple, lorsque le camion vide le concentré d’eau d’érable au centre de bouillage, un compteur de volume d’eau détecte que le déchargement est terminé. Le serveur met alors en opération le nettoyage de la ligne d’eau en s’assurant de préserver le sucre qu’elle contient. Il retourne de l’eau vers le camion pour nettoyer sa citerne et récupère le sucre lors du nettoyage du camion. 

Les données continuellement comptabilisées par le compteur de volume et le capteur de sucre permettent de payer le producteur, même pour le sucre contenu dans les eaux de rinçage. « On achète jusqu’à la dernière goutte », mentionne Nicolas Fournier, directeur d’Aménagement forestier coopératif des Appalaches, l’organisme à qui appartient le centre de bouillage et l’érablière de 20 000 entailles. 

Il souligne que plusieurs acériculteurs craignent de vendre leur eau d’érable à un centre de bouillage de peur de ne pas être payés pour tous leurs volumes. Or, les nombreux capteurs offrent une précision de données qui inspire confiance à ses clients, indique M. Fournier. 

L’automatisation règle aussi de petits problèmes d’apparence anodine. Chaque fois qu’un nouveau chargement de concentré arrivait, la pompe fonctionnait difficilement en eau en raison de bulles d’air dans le tuyau. Un problème que Thomas Bernard a corrigé avec son système d’automatisation, qui crée une courte pression d’eau inverse pour vider les bulles d’air chaque fois qu’un camion vient se brancher. « C’est le bonheur à tout coup », assure Nicolas Fournier. 

Le système automatisé ordonne également le désucrage et le lavage des silos aussitôt qu’ils ont été vidés d’un lot de concentré. Le système récupère aussi le sucre. Idem pour le grand silo qui reçoit l’eau d’érable non concentrée; aussitôt que le niveau baisse, un jet d’eau est automatiquement envoyé pour décoller les résidus sur les parois du silo, afin de le garder propre. 

Une station de pompage située en pleine forêt, à 20 minutes de route du centre de bouillage, a également goûté à la médecine de Thomas Bernard. Un système d’automatisation indépendant, monté avec batterie de secours et connecté via satellite, contrôle la concentration de l’eau d’érable. La dizaine de valves par bassin réfrigéré permet de gérer les stocks et permettra plus tard de réaliser automatiquement les cycles de lavage.   

Le futur

Les presses à sirop sont coiffées de capteurs de pression, de viscosité, de taux de sucre, de température et, évidemment, de volume. Autant de données que Thomas Bernard veut utiliser pour automatiser la filtration du sirop et diminuer les périodes d’interruptions vécues par les acériculteurs en raison du colmatage des filtres. 

La mise en baril du sirop est également dans sa mire. Il aimerait l’automatiser en partie, comme c’est déjà le cas en milieu industriel, et y intégrer un dispositif de préclassement automatique. 

Le chercheur veut rendre plus accessibles aux centres de bouillage et aux érablières les procédés d’automatisation. Pour ce faire, il teste des contrôleurs de valves pneumatiques, moins chers que les modèles électriques actuels, et il travaille sur un concept d’automatisation en blocs qui serait plus simple à intégrer dans les différentes entreprises acéricoles au lieu d’effectuer chaque fois de l’automatisation sur mesure, plus dispendieuse. 

L’accompagnement qu’il veut offrir se nommera Sirobot, un robot qui gérera les érablières.