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Capteurs intelligents : enjeux et perspectives - Instrumentation communicante

Auteur(s) : Jacques GAGNIÈRE, Jean-Reynald MACÉ

Date de publication : 10 mars 2015

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RÉSUMÉ

Le capteur intelligent, concept proposé durant les années 1980, est basé sur l'utilisation de l'électronique numérique aussi bien pour les fonctions de calcul que de communication. Grâce aux évolutions constantes de l'électronique numérique (puissance de calcul, miniaturisation, réduction de la consommation d'énergie et intégration dans des systèmes) et au déploiement des technologies de la communication, tous secteurs d'activités confondus, le capteur intelligent est aujourd'hui mature. Cet article fait le point sur les principes élémentaires du capteur intelligent et expose les avantages et les verrous au déploiement de ce capteur. Il suggère des recommandations à de futurs utilisateurs et identifie des évolutions potentielles.

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ABSTRACT

The smart sensor, a concept proposed in the 1980s, is based on the use of digital electronics for both calculation functions and communication. With the constant evolution of digital electronics (computing power, miniaturization, lower energy consumption and system integration), and the deployment of communication technologies in all sectors, the smart sensor is now mature. This article focuses on the basic principles of the smart sensor, and presents its advantages and the hurdles to be crossed to deploy it. It makes recommendations for future users, and identifies potential developments.

Auteur(s)

  • Jacques GAGNIÈRE : Ingénieur expert en instrumentation, AREVA Engineering, France - Ingénieur CNAM

  • Jean-Reynald MACÉ : Ingénieur expert en TIC (technologie de l'information et de la communication) et en électronique, AREVA R&D, France - Ingénieur ESIEE, California Institute of Technology, IAE Paris

INTRODUCTION

Les industries de production – pétrole, chimie, pharmacie, agroalimentaire, énergie, traitement de l’eau… – sont utilisatrices de technologie de l’instrumentation et du contrôle commande pour le respect des prescriptions réglementaires, la qualité des produits fabriqués et la tenue des objectifs de production (délais, coûts, quantités). Dans le monde industriel, ces technologies de l’instrumentation et du contrôle commande sont celles qui évoluent le plus rapidement au regard, par exemple, de la mécanique.

Au cours de ces dernières décennies, le contrôle commande a bénéficié des évolutions technologiques de l’électronique numérique et des technologies de communication. Cette évolution est prise en compte dans les capteurs et devrait être déployée dans les années à venir.

Cet article a pour objectif d’apporter un éclaircissement sur l’évolution de l’instrumentation dite « conventionnelle » (communiquant via un signal généralement électrique qui est l'image d’une grandeur mesurée) vers l’instrumentation intelligente (communiquant en bidirectionnel via un réseau numérique).

Les sujets abordés dans cet article portent sur les techniques et les technologies numériques (acquisition, traitement et communication), les normes et des standards techniques, les évolutions d’organisations à considérer, les compétences à acquérir et les perspectives sur l’exploitation des données générées par ces capteurs. Cet article s’appuie sur notre expérience et celle de fabricants avec qui nous travaillons.

Il va de soi que les informations disponibles dans cet article sont le reflet de la situation au moment de la rédaction et sont susceptibles d’évoluer.

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De la conception au prototypage, jusqu'à l'industrialisation, la référence pour sécuriser le développement de vos projets industriels.

KEYWORDS

Instrumentation for smart plants   |   Smart sensor

DOI (Digital Object Identifier)

https://doi.org/10.51257/a-v1-r465

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6. Suggestions pour l’utilisateur

Les suggestions proposées dans ce paragraphe sont à prendre en regard de la situation au moment de la rédaction de cet article. Pour l’instant, l’instrumentation intelligente est très peu mise en œuvre dans l’industrie française. Le marché n’étant pas développé, l’utilisateur industriel ne peut s’appuyer sur des prestataires et des intégrateurs pour réaliser des projets avec ces technologies.

Basées sur notre retour d’expérience, nos recommandations pour faciliter l’emploi de ces technologies sont les suivantes :

  • élaborer un cahier des charges fixant le cadre d’utilisation de l’instrumentation intelligente et les principaux objectifs recherchés :

    • télémaintenance,

    • décentralisation du traitement,

    • câblage,

    • commissioning… ;

  • construire une plateforme de développement et de formation pour les futurs concepteurs, metteurs au point et exploitants de ces nouvelles installations. Cette plateforme sera aussi utilisée pour qualifier des algorithmes, élaborer des standards techniques, des guides de choix et des règles de mise en œuvre ;

  • accompagner l’évolution des métiers, des méthodes et de l’organisation, aussi bien du côté des équipes de conception et de construction, que d’exploitation et de maintenance. La clé de la réussite est de faire travailler en synergie les différents acteurs et de bien communiquer sur l’avancement des travaux au sein de l’équipe projet mais aussi dans l’entreprise.

Ces actions sont à faire en établissant des partenariats avec les fabricants de l’instrumentation et des systèmes de contrôle commande, ainsi que des instituts de formation.

Ces recommandations sont des pistes à adapter en fonction de sa stratégie industrielle, de ses ressources humaines et matérielles et de son organisation de conduite de projet.

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BIBLIOGRAPHIE

  • (1) - BURD, DOREY -   Intelligent transducer  -  JaL Microcomputers Applications, 7, p. 97-97 (1984).

  • (2) - CIAME -   Livre blanc : Les capteurs Intelligents, réflexions des utilisateurs  -  CIAME AFCET (1987).

  • (3) - GIMELEC -   *  -  . – Industrie 4.0 L’usine connecté (2013).

  • (4) -   *  -  Orange Business service, Syntec informatique, Fing – Livre blanc : Machine to Machine enjeux et perspectives. Orange Business service, Syntec informatique, Fing (2007).

  • (5) - INSTITUT CARNOT -   Livre blanc : objets communicants et internet des objets  -  Institut Carnot (2011).

  • (6) -   FDT/DTM ou EDDL ? Pourquoi pas les deux  -  Mesures, n° 794 (Avril 2007).

  • ...

DANS NOS BASES DOCUMENTAIRES

1 Sites Internet

Fieldbus Inc :

http://www.fieldbusinc.com

Foundation fieldbus : Fieldbus Foundation (FF) :

https://www.fieldcommgroup.org/technologies/foundation-fieldbus

Hart : Hart Communication Foundation (HCF) :

http://www.hartcomm.org

Profibus : Profibus International (PI) :

http://www.profibus.com

Modbus : Modbus IDA (Modbus) :

http://www.modbus.org

ARC Advisory Group :

http://www.arcweb.com

Gimelec :

http://www.gimelec.fr

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2 Événements

Industrie 4.0 L’usine connectée – Séminaire ISA – France – 29 avril 2014 Paris

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