Contrôle industriel

Le contrôle industriel regroupe un ensemble d'activités techniques et de technologies destinées à l'automatisation des procédés et de systèmes de fabrication industrielle. Les domaines de compétence du contrôle industriel vont de la conception d'installations, à la réalisation, l'exploitation et la maintenance.

Définition du contrôle industriel

Le contrôle industriel a fortement évolué ces dernières années en accompagnant la progression des systèmes d’information omniprésents dans toutes les composantes de l’entreprise industrielle. Toutefois, la technologie et le développement des systèmes d’exécution de la production n’ont pas changé de façon significative la vision d’ensemble du contrôle industriel. On considère généralement que l’activité de production est réalisée par le biais de 3 entités :

Les hommes : les personnes qui travaillent et l’entreprise à laquelle ils appartiennent
Les équipements : les éléments physiques qui assurent l’activité ou dans lesquels l’activité se déroule
Les systèmes : le système d’information et tous les éléments qui s’y rattachent. Le poids respectif de ces entités indique le degré relatif d’automatisation. Par exemple, si les investissements en termes d’équipements et de systèmes sont faibles, les hommes feront l’essentiel du travail. Inversement, des investissements élevés sur ces points entraîneront une part humaine relativement faible.

Les recouvrements entre ces 3 entités définissent 3 interfaces :

L’interface entre les systèmes et les équipements : l’instrumentation
L’interface entre les systèmes et les hommes : les dispositifs de contrôle et de surveillance (IHM, superviseurs)
L’interface entre les hommes et les équipements : les interactions physiques directes entre les opérateurs et les équipements dans les opérations manuelles d’exploitation.

Le contrôle industriel comprend les systèmes et leurs interfaces avec les Hommes et les équipements.

Le métier est représenté au sein du concours des Olympiades des métiers par le métier 19, contrôle industriel.

Systèmes

Les éléments techniques du contrôle industriel par rapport aux dimensions techniques et organisationnelles précédemment définies

ERP, gestion mutualisée des ressources
MES, collecte de données et analyses avancées
SCADA, supervision, télégestion et contrôle à distance
Contrôle-commande
Fonctions locales :
- asservissements et régulateurs locaux
- linéarisation
- étalonnage et diagnostics automatiques
- Bus de terrain
Automates, SNCC, cartes électroniques, calculateurs
Systèmes de sécurité
Réseaux, câblages

Interface avec les hommes

Terminaux de gestion et de pilotage
Superviseurs
Terminaux d’atelier
Indicateurs locaux

Interfaces avec les équipements

Analyseurs et capteurs
- Capteurs de mesure de pression, débit, poids, température, vitesse, position…
- Comptage
- Analyseur in-situ et échantillonneurs
- Capteurs tout-ou-rien de position, fin de course, détections de seuils...
Actionneurs
- Moteurs
- Variateurs de vitesse
- Servomoteurs et vérins
- Vannes réglantes
- Vannes tout-ou-rien

Différents angles de vue du contrôle industriel

Le contrôle industriel peut être considéré sous les angles de vue suivants :

Cycle de vie

Construction

La construction comprend l’expression du besoin, la spécification, la conception, la réalisation et la qualification du système. Pendant la construction du système de contrôle, il existe une interaction forte avec les autres corps de métier de l’ingénierie.

Exploitation

Les préoccupations de l’exploitant concernent la sécurité, la fiabilité, l’ergonomie des interfaces homme-machine, la formation des exploitants.

Maintenance

La maintenance évolue parallèlement à l’exploitation, elle assure la jonction entre construction et exploitation en prenant le relais de la phase de construction pour assurer la bonne marche de l’installation et assurer son évolution, tout en assurant la continuité de service des installations. Par souci d’efficacité, certaines activités de maintenance sont intégrées dans l’activité d’exploitation

Démantèlement

Démontage, recyclage, récupération, restitution du site… Un élément parfois oublié qui reprend de l’importance dans un souci de respect de l’environnement et de valorisation des actifs en fin d’amortissement.

Vue économique

Analyse de la valeur

Analyse de la valeur et indicateurs de performance des projets sont aujourd’hui considérés avec un intérêt tout particulier. Le contrôle industriel prend une part significative dans les performances du système de production en assurant son efficacité optimale.

Amélioration des performances

Comme toute fonction de l’entreprise, le contrôle industriel est concerné par l’amélioration des performances économiques de l’entreprise. Ce rôle est d’ailleurs considérable autant par la visibilité qu’il offre sur l’outil de production dans toute sa durée d’exploitation que par les moyens d’utilisation efficace de ses ressources qu’il permet.

Indicateurs

Dans un processus industriel, il est possible d'avoir des indicateurs tels que :

TRS : Taux de rendement synthétique ;
TRG : Taux de rendement global.

Vue scientifique

Innovation technologique

Le contrôle industriel s’appuie largement sur les technologies de l’information en plein essor. L’innovation technologique s’appuie sur la Recherche et Développement, la veille technologique, le transfert des connaissances, la formation technique, la normalisation…

Normalisation

La normalisation surtout au niveau international offre un appui indispensable pour l’innovation technologique. Elle comprend aussi bien les circuits normatifs officiels que les travaux de groupes indépendants qui canalisent les développements.

Domaines techniques du contrôle industriel

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Instrumentation

Capteurs
Analyse
Tests
Vannes
Contrôle de vitesse, mouvement, position
Électro-Optique, (laser, optoélectronique, fibres optiques)
Vision
Micro/nano systèmes électromécaniques

Automatique

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Mesure

Langages
Régulation et Contrôle avancé
Contrôle distribué
Contrôle Batch
Commande numérique des machines-outils

Sécurité

Systèmes de sécurité(ESD:Emergency Shut Down)
Systèmes de protection gaz et incendie(F&G:Fire and Gas)
Gestion des brûleurs(BMS:Burner Manager System)
Sécurité du personnel
Sûreté du logiciel

Constituants des systèmes

Systèmes de contrôle-commande (Automates, SNCC)
IHM, superviseurs
Télémétrie, Réseaux & Communication,

Robotique et systèmes experts

Raisonnement automatisé, intelligence artificielle, systèmes experts
Capteurs robotiques et Vision
Systèmes robotiques spatiaux et industriels
Télé-exploitation

Productique

Planification, ordonnancement de la production
Systèmes d’information de production, (MES)
Traitement et gestion des données
Intégration logistique de la production (B2M)

Gestion technique des bâtiments

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Génie électrique

Courants forts
Courants faibles : téléphonie, installation des réseaux filaires et non filaires, liaisons discrètes
Éclairage

Conception et construction

Intégration des systèmes
Gestion des projets de construction
Mise en service

Aspects humain et organisationnel

Ergonomie

Si les systèmes informatiques communiquent facilement entre eux, leurs interfaces avec le monde extérieur (les hommes, les procédés) posent des problèmes particuliers. L’interface Homme-Système, qui nous intéresse dans le Contrôle Industriel, doit progresser, la débauche de moyens logiciels des superviseurs a parfois des effets néfastes sur l’efficacité de la communication avec l’opérateur.

Gestion du changement

L’installation d’un nouveau système ou son évolution entraîne des changements importants dans l’environnement de travail des exploitants. De la même façon, la mise en œuvre de nouvelles méthodes, de nouvelles technologies perturbent l’activité des acteurs du Contrôle industriel. La gestion du changement est un aspect fondamental pour que les systèmes de contrôle remplissent leur rôle. La formation est un des éléments clé de la gestion du changement.

Formation

On parle plus souvent de Formation que de Gestion du changement. La formation est essentiellement une composante du changement, mais on peut la considérer à part.

Aspect social

L’automatisation a longtemps été synonyme de réduction d’effectifs. La mode de l’ « usine sans lumière » est toutefois passée, et on sait aujourd’hui que l’automatisation des processus doit laisser une part active à l’homme, seul composant réellement intelligent du système.

Organisation

Les hommes et les métiers du Contrôle Industriel sont placés dans une structure hiérarchique comparable aux autres domaines fonctionnels de l’entreprise.

Secteurs industriels concernés

Selon le métier, le contrôle industriel est souvent perçu et appliqué de façon spécifique. Les secteurs industriels suivants sont proposés (les services ou les infrastructures ne sont pas cités) :

Aérospatiale et aéronautique
Agroalimentaire
Automobile
Chimie
Communications et transport de données
Énergie et utilités
Eaux et retraitement des eaux usées
Environnement
Équipements et machinerie industriels
Instruments industriels et médicaux
Mines et métaux
Pétrole et raffinage
Pharmacie
Pulpe et papier
Textiles
Verre et céramique

Attentes de la profession

Les professionnels du contrôle industriel doivent faire face à trois problèmes principaux :

l’évolution technologique qui leur permet difficilement de conserver le niveau d’expertise requis pour effectuer les meilleurs choix dans leurs projets
La situation particulière du contrôle industriel à la jonction entre l’outil industriel et le domaine opérationnel de la production
L’exigence de perfection du fonctionnement des systèmes de contrôle qui conditionne directement la capacité effective du système de production. Il en résulte une sollicitation permanente et un niveau d’activité important qui leur laisse peu de temps pour résoudre les difficultés, pour se former et pour participer aux actions normatives ou associatives.

Les attentes les plus sensibles pour lesquelles les associations visent à apporter une aide sont les suivantes :

L’information technique et retours d’expérience
Le réseau relationnel
La valorisation et promotion des métiers du Contrôle Industriel
La recherche de compétences
La participation à l’effort de normalisation
Le développement de domaines mal ou non couverts