Tata Steel a confié le pilotage de son four de recuit à un régulateur prédictif, réduisant le combustible de 8 %

Le recuit continu détermine la qualité mécanique de l'acier laminé à froid, la filière à plus forte valeur ajoutée chez Tata Steel et la nuance achetée par les constructeurs automobiles. Le four présente une dynamique thermique lente, alors que le débit massique de la bande ne cesse de varier à mesure qu'une nuance d'acier succède à une autre. La solution classique — des régulateurs PID qui réagissent après dérive des températures — produisait de la bande hors spécification précisément lors des transitions de nuance.

Tata Steel et l'IIT Bombay ont développé une couche de supervision par commande prédictive par modèle (MPC) qui résout chaque minute un problème de commande optimale à horizon fini, orientant les températures du four en anticipation des transitions tout en respectant les contraintes opérationnelles. Le système est pleinement opérationnel depuis janvier 2023.

Les résultats ont été mesurés, non estimés : 20 % des produits recuits ont atteint les normes de qualité premium, et la consommation de combustible comme les émissions de CO2 ont chacune diminué de 8 % par tonne d'acier sur un an. Le projet a fait de Tata Steel et de l'IIT Bombay des finalistes du prix Franz Edelman 2024 de l'INFORMS et les a fait introniser à la Franz Edelman Academy.

Prédire le four une minute à l'avance au lieu de réagir à son comportement

La méthode terne consistait à accorder plus finement les boucles PID — elles ne réagissent toujours qu'une fois le dommage causé.

La MPC exploite la prévisibilité du four : les transitions sont planifiées, si bien que la perturbation est connue avant son arrivée.

La qualité et le combustible ont été traités comme une seule optimisation, et non comme deux services se renvoyant la responsabilité.

Les bénéfices sont physiques et audités : 8 % de combustible en moins par tonne et 20 % de la production en nuance premium.

Les procédés industriels lents dépassent la régulation réactive : lorsque l'installation accuse plusieurs minutes de retard sur la consigne, le gagnant planifie à l'avance — prédire la transition, ne pas la corriger après coup.

Pleinement opérationnel depuis janvier 2023, le système MPC maintient la ligne de recuit dans les contraintes lors des changements de nuance. Ces travaux ont valu une place de finaliste au prix Franz Edelman 2024, ont fait introniser Tata Steel et l'IIT Bombay à la Franz Edelman Academy et ont renforcé la position de Tata Steel sur le marché de l'acier automobile.