Innover pour créer des produits plus durables et plus performants est au cœur de notre ambition pour un avenir propre dans le secteur de l'entretien ménager chez Unilever. Le passage à l'échelle industrielle des nouvelles technologies, du laboratoire à l'usine, représente des défis considérables et passionnants. Comment abordons-nous l'innovation pour répondre aux besoins de nos consommateurs et préserver notre planète ?
En matière de développement des procédés, nous sommes convaincus que la création de valeur maximale repose sur l'intégration de la planification d'expériences (DOE) et de la modélisation comme compétences clés pour chaque ingénieur procédés. C'est pourquoi nous avons bâti une communauté de pratique active à l'échelle mondiale, articulée autour d'une approche 70:20:10 axée sur la montée en compétences numériques. Cette approche permet de concrétiser des innovations à fort impact grâce à la DOE et à la modélisation appliquées à des projets à forte valeur ajoutée. Adopter une « mentalité numérique » a permis à nos ingénieurs de contribuer activement et de créer de la valeur, en développant une expertise technique pointue dans les technologies de nouvelle génération grâce à la collecte structurée de données et à la modélisation statistique. Cette approche a permis l'introduction directe en usine de biosurfactants durables et de formulations à faible émission de CO₂ , avec à la clé des réductions de coûts et de complexité tout au long de la chaîne d'approvisionnement. De nouveaux procédés efficaces, optimisés par la modélisation, ont généré des économies de plusieurs millions d'euros et une amélioration des performances de nos produits d'entretien ménager.
De la formulation à la production en usine, notre approche du développement des procédés contribue à la réalisation de la révolution Clean Future grâce à une approche numérique de l'innovation.
Bonjour, je suis Ewan, ingénieur en développement des procédés chez Unilever, au sein de la division Entretien de la maison. Aujourd'hui, je vais vous expliquer comment nous avons bâti une communauté mondiale dynamique autour d'une approche numérique de l'innovation et du développement durable. Unilever, que vous connaissiez déjà nos marques ou l'entreprise elle-même, est l'une des plus grandes sociétés de biens de consommation au monde. Son portefeuille comprend des marques engagées de premier plan, des marques d'entretien de la maison comme Persil, OMO et Comfort, ainsi que d'autres marques populaires telles que Ben & Jerry's et Dove. Nous bénéficions d'une présence inégalée sur les marchés à fort potentiel de croissance. Notre stratégie commerciale vise à concilier performance et développement durable.
Aujourd'hui, cet engagement en faveur du développement durable a un impact concret sur la planète grâce aux 3,4 milliards de personnes qui utilisent quotidiennement nos produits dans plus de 190 pays. Notre rayonnement en tant qu'entreprise durable a généré un chiffre d'affaires de plus de 60 milliards d'euros en 2022.
Aujourd'hui, notre raison d'être et notre ambition en tant qu'entreprise transparaissent pleinement dans notre stratégie pour un avenir propre. Il s'agit de proposer des produits aux performances exceptionnelles, offrant un excellent rapport qualité-prix à tous les niveaux de prix, pour toutes nos marques, et des produits durables. C'est la combinaison de ces trois éléments dans chaque produit que nous proposons à nos consommateurs, qui sont au cœur de notre stratégie, qui en fait une stratégie si novatrice. Plus de 50 exemples concrets témoignent de l'impact et de la performance commerciale de cette stratégie.
Dans le secteur des soins à domicile, c'est le développement des procédés qui permet de concrétiser notre stratégie d'avenir propre à l'échelle industrielle. Il s'agit de transformer l'ambition des formulateurs et des spécialistes du marketing, des concepts de laboratoire à une production industrielle optimisée dans le monde entier. Généralement, nous procédons en quatre étapes clés. La première consiste à comprendre l'interaction entre la formulation et le procédé. Qu'il s'agisse de l'effet de la température qui rend le produit plus épais et plus difficile à pomper, ou de ses effets sur sa clarté (aspect clair ou trouble), nous devons impérativement comprendre ces interactions en amont afin qu'elles alimentent toutes les étapes suivantes. La deuxième étape est la conception du schéma de procédé.
Nous commençons à comprendre et à définir notre processus de fabrication, à la fois à l'échelle pilote (petite échelle) et à grande échelle (dans nos usines du monde entier). À partir de ces deux étapes, nous pouvons élaborer les règles de transposition d'échelle. Il s'agit du travail de transposition d'échelle en usine pilote, que nous produisions par lots de 50, 100 ou 200 kilogrammes, voire plus. C'est à ce stade que nous développons les règles applicables à l'échelle industrielle, où la production se chiffre en tonnes par lot. Ces étapes aboutissent aux essais en usine à grande échelle, où nous testons notre produit dans des usines en production à travers le monde.
À chaque étape, nous générons une grande quantité de données et une compréhension approfondie qui nous permettront d'aborder l'étape suivante. Nous souhaitons explorer au maximum différentes pistes afin de stimuler l'innovation et de concevoir des produits novateurs répondant aux attentes de nos consommateurs. Notre ambition est de relier ces données à cette démarche exploratoire pour créer un pipeline d'innovation numérique performant tout au long du processus.
Voici ce que nous avons tenté. Nous souhaitions tester une approche de conception expérimentale basée sur des hypothèses, et nous disposions d'une nouvelle formulation pour le lancement d'une de nos marques phares de produits d'entretien ménager. Ce lancement devait être déployé dans plus de onze usines à travers le monde, équipées de plus de 25 mélangeurs de types, tailles et échelles différents. Il s'agit d'un défi de taille, un déploiement à l'échelle mondiale. Comment optimiser ce processus pour garantir des performances produit exceptionnelles, offrir une grande valeur ajoutée à nos consommateurs et assurer la durabilité du produit ?
Chaque optimisation réalisée à cette étape peut bénéficier à nos 3,4 milliards de consommateurs à travers le monde, et par extension à notre planète. Nous avons commencé par formuler une hypothèse, c'est-à-dire identifier les paramètres de processus susceptibles d'influencer notre produit, qu'il s'agisse de sa qualité intrinsèque ou du processus lui-même. Nous avons testé une approche de conception d'expériences à l'échelle pilote. Procéder à plus petite échelle avant le passage à une production industrielle nous permet de minimiser les coûts et la consommation de matières premières, tout en accélérant le processus. Grâce à ces données, nous avons pu modéliser certains de nos paramètres de qualité. Un exemple concret est présenté ici.
Cela nous a permis d'identifier les points de contrôle critiques réels, non seulement dans le procédé lui-même, mais aussi dans certains paramètres de formulation. On observe ici la prédiction de notre produit. La viscosité dépend de la température. Un autre paramètre de qualité, le paramètre 2, et les matériaux A et B.
Le paramètre 2 et le matériau A n'ont pas d'incidence majeure sur la viscosité. En revanche, la température et le matériau B sont des éléments clés. En abaissant encore la température, on reste dans les limites de spécification. Il en va de même pour une réduction de la quantité de matériau B. On peut donc espérer des économies d'énergie en diminuant la température et des économies de coûts en réduisant la quantité de matériau B. Ces deux actions contribuent à la réduction des émissions de gaz à effet de serre.
Voici le bénéfice commercial que nous avons obtenu grâce à cette approche : des économies de plusieurs dizaines de millions d’euros sur les matériaux et une réduction globale de la consommation d’énergie pour un développement durable, le tout pour un avenir propre. Or, ce travail est l’œuvre d’un seul ingénieur ou d’une petite équipe. Si nous pouvons réaliser de tels résultats, pourquoi ne pas développer ces compétences clés chez chaque ingénieur ? C’est l’objectif que nous nous sommes fixés.
Nous souhaitions faire de la conception d'expériences et de la modélisation des compétences clés pour tous les ingénieurs en développement de processus de soins à domicile à travers le monde. Ces ingénieurs ont des langues maternelles différentes, vivent dans des pays et des fuseaux horaires différents et se trouvent à des stades de développement différents. L'objectif était de garantir que chacun puisse bénéficier d'un programme unique. Différentes équipes travaillent sur différents produits et développent donc des spécialisations ; certaines souhaitent peut-être utiliser certaines fonctionnalités de Jump. Nous avons créé une communauté de pratique mondiale où les ingénieurs peuvent se réunir, partager leurs connaissances et développer leurs compétences ensemble.
L'approche que nous avons adoptée est la méthode 70:20:10. Dix pour cent du temps est consacré à la formation structurée, animée par des experts JMP (ingénieurs de notre équipe maîtrisant parfaitement JMP) qui collaborent avec d'autres équipes pour développer leurs compétences. Vingt pour cent sont dédiés au partage d'expériences. Des sessions régulières de pratique collaborative réunissent les ingénieurs et leurs mentors, permettant de partager nos apprentissages, nos difficultés, nos défis et notre progression avec JMP, afin de favoriser l'amélioration des compétences de chacun. Les 70 % restants constituent la partie la plus cruciale du programme : l'impact concret d'un travail sur des technologies clés dans le cadre de projets à forte valeur ajoutée.
Ces projets représentent des investissements stratégiques majeurs que nous souhaitons concrétiser. L'utilisation de la planification d'expériences (DOE) peut accélérer les délais, optimiser les produits et nous permettre de comprendre leur comportement à un niveau de détail inédit. Si la DOE et la modélisation étaient facultatives, rien ne se passerait. Nous cherchons à transformer nos méthodes de travail ; il est donc essentiel d'intégrer cette approche à nos projets les plus importants.
Nous avons commencé par mettre en place une collecte de données structurée et de qualité, jetant ainsi les bases de tous nos travaux de modélisation ultérieurs. Nous souhaitions, une fois de plus, privilégier une approche par plans d'expériences (DOE) pour notre exploration. Nous utilisions généralement un plan d'expériences personnalisé dans JMP, basé sur une surface de réponse. Ce plan était suffisamment complexe pour représenter fidèlement les formulations et les procédés, sans pour autant être trop complexe et chronophage, ni incompréhensible pour nos ingénieurs du monde entier.
Partant de ce constat, nous souhaitions développer les compétences de nos ingénieurs en analyse et modélisation de données, afin qu'ils puissent mieux comprendre les formulations et les processus. Là encore, la méthode est simple : une régression linéaire par la méthode des moindres carrés. Nous voulions garantir l'absence de multicolinéarité dans nos modèles. Si nous observons une température effective, nous voulons être absolument certains qu'il s'agit bien de la température elle-même et non d'un artefact dû à une autre interaction. L'objectif principal de cette démarche est de former des ingénieurs experts capables de générer des connaissances technologiques à forte valeur ajoutée.
Après avoir abandonné les conceptions personnalisées et la régression de base, nous pouvons explorer d'autres fonctionnalités comme les simulations. Il s'agit notamment de simuler les spécifications des produits, par exemple en utilisant des fonctions de désirabilité pour optimiser leurs temps de cycle de production ou leurs coûts, et de passer à des modélisations plus complexes. Nous pouvons ainsi nous éloigner de la modélisation numérique de la viscosité et commencer à prendre en compte d'autres facteurs comme la formation de mousse.
Voici ce que nous avons réussi à faire. Je vais vous présenter quelques études de cas où nous avons développé des produits de qualité supérieure, où nous avons proposé des produits à un excellent rapport qualité-prix et permis à nos consommateurs de réaliser des économies, et où nous avons commercialisé des produits durables – ces trois aspects étant intégrés simultanément dans nos produits. Le premier exemple concerne l'un des produits les plus complexes que nous ayons jamais conçus.
Tout a commencé par la caractérisation via la planification d'expériences (DOE). La modélisation de l'espace de formulation nous a permis d'acquérir une compréhension approfondie de la formulation. Grâce à cette compréhension, nous sommes en mesure de l'optimiser. C'est essentiel, car dans notre démarche pour un avenir propre, nous souhaitons repenser nos formulations, non seulement pour les liquides, mais aussi pour les poudres, les gels, les gélules, les crèmes et les barres. Nous devons apprendre à produire les formulations les plus durables possibles, tout en garantissant performance et valeur. C'est pourquoi la caractérisation est cruciale.
Ce produit était très complexe et nous devions pouvoir le fabriquer en usine. Nous avons donc collaboré avec les équipes de production pour intégrer leurs données à notre modèle. Nous avons ainsi pu simuler le comportement de la formulation dans nos usines, ce qui a renforcé la confiance non seulement des équipes de formulation et de développement des procédés, mais aussi des équipes de production et de marketing. Grâce à cette modélisation, nous avons pu économiser plusieurs millions d'euros d'investissement.
La situation actuelle nous permet de réduire les risques liés aux formulations dès la phase de développement, avant la production à grande échelle, les essais en laboratoire et le lancement en usine. En effet, nous avons la certitude d'une première production à grande échelle réussie, avec des produits plus performants et d'une valeur ajoutée inégalée. Ce produit est 100 % durable. Grâce à la planification d'expériences et à la modélisation, nous sommes en mesure de produire des produits de qualité supérieure, à forte valeur ajoutée et durables.
Le deuxième exemple est extrêmement similaire. Il s'agit d'un produit que vous utilisez probablement très fréquemment. Il est très connu. Là encore, nous avons commencé par caractériser non seulement la formulation, mais aussi le procédé. L'étude des interactions a permis d'acquérir de nouvelles connaissances, tant sur la formulation que sur le procédé, que nous n'avions pas auparavant.
Grâce à cette compréhension et à ce modèle, nous avons pu réduire de 26 % le temps de production de chaque lot à l'échelle industrielle, soit une réduction du temps de cycle de 26 %. Il ne s'agit pas seulement d'un gain de temps, car ce temps gagné nous permet de fabriquer d'autres produits, ce produit et toutes nos autres marques, que nous pouvons proposer aux consommateurs. Nous optimisons ainsi la capacité de production de nos usines et perfectionnons notre modèle. Au-delà du temps de cycle, nous sommes en mesure d'intégrer les coûts et d'autres paramètres de qualité afin de modéliser et d'analyser simultanément plusieurs paramètres.
Cela nous a permis de maintenir un haut niveau de performance, de réduire les coûts et d'offrir ainsi des prix plus avantageux à nos clients, tout en améliorant la durabilité de nos produits grâce à une réduction de 21 % de notre utilisation de polymères, généralement non biodégradables. Nous sommes donc en mesure de maintenir la performance de nos produits, d'offrir un excellent rapport qualité-prix et de proposer des produits durables, respectueux de l'environnement et de nos consommateurs.
Pour partager quelques enseignements clés de notre parcours. C'est véritablement notre concentration sur des projets à forte valeur ajoutée qui nous a permis de générer l'impact commercial concret que nous constatons. Cela nous a permis de rallier les parties prenantes à une approche numérique de l'innovation et a véritablement contribué à son expansion, non seulement au niveau de la formulation, mais aussi au niveau du développement des processus, de la chaîne d'approvisionnement et d'autres équipes. Nous avons dépassé le stade du développement des processus et nous poursuivons actuellement leur expansion.
Deuxièmement, les présentations régulières ont été essentielles. Le partage des enseignements tirés de notre expérience, qui a représenté 20 % de notre progression, a contribué au développement des équipes et au maintien du rythme de création de valeur pour l'entreprise. La rédaction et la présentation de ces supports ont ensuite grandement facilité la transmission de ces connaissances aux autres équipes et aux parties prenantes, favorisant ainsi leur adhésion.
Le troisième enseignement est que le mentorat individuel a représenté un investissement considérable au départ, mais s'est avéré de loin le plus précieux. Cet investissement initial a permis une montée en compétences rapide des ingénieurs, et le fait que des ingénieurs maîtrisant JMP travaillent avec d'autres ingénieurs nous a aidés à rester concentrés sur l'essentiel en termes de formulation, de processus et de vision globale. Tout cela témoigne d'une vision à long terme, et cet engagement est fondamental pour réussir à transformer nos méthodes de travail. Ce changement ne se fera pas du jour au lendemain. C'est un long chemin, qui implique aussi des sacrifices.
Votre productivité diminue légèrement lorsque vous apprenez de nouveaux outils ou que vous adoptez de nouvelles méthodes de travail ; votre rendement est moindre. Cependant, les résultats sont vraiment visibles lorsque cette productivité augmente, car chaque information technique tirée de vos modèles ouvre de nouvelles perspectives à explorer, générant ainsi de nouvelles connaissances. C'est le point de départ d'un processus d'innovation circulaire. Ce processus d'innovation circulaire, c'est ce que nous mettons en œuvre aujourd'hui, non seulement dans le développement des processus, mais dans l'ensemble des services de soins à domicile.
Je suis Ewan, et je viens de vous expliquer comment nous avons bâti une communauté mondiale active pour une approche numérique de l'innovation et du développement durable chez Unilever. Merci beaucoup.
