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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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Lire l’articleAuteur(s)
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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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1. État des lieux
Avec l’arrivée de la microélectronique et l’informatique grand public au début des années 1980, naît le concept du capteur intelligent dont les bases sont posées au travers de publications, telles que celle de Burd et Dorey en 1984 , qui sont suivies, en France, du livre blanc sur les capteurs intelligents par le CIAME en 1987 .
Les travaux à entreprendre portaient sur les capteurs, les moyens de transport de l’information et de communication, la normalisation, les systèmes de contrôle commande, la formation et l’accompagnement à la mutation industrielle avec l’évolution du métier d’instrumentiste. Le chantier était donc énorme, nécessitant une implication forte des fabricants d’instrumentation, des utilisateurs d’instrumentation ainsi que des instances normatives. Comme dans toute rupture technologique, et avec des acteurs nombreux n’ayant pas tous les mêmes intérêts et les mêmes visions, le chemin à parcourir fut long, avec des hauts et des bas, des remises en cause et des dynamiques différentes mais nous pouvons dire qu’aujourd’hui ce concept initié à la fin du XXe siècle fonctionne et a atteint une phase de maturité.
Dans le concept de l’usine connectée ou usine 4.0 , les capteurs intelligents, tels qu’imaginés à l’origine, trouvent toute leur place et sont considérés comme les sentinelles de la maintenance préventive.
À ce jour, un composant est dit « intelligent » (figure 1) s’il intègre un élément sensible (transducteur),...
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BIBLIOGRAPHIE
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(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).
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(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).
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(6) - FDT/DTM ou EDDL ? Pourquoi pas les deux - Mesures, n° 794 (Avril 2007).
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...
DANS NOS BASES DOCUMENTAIRES
ANNEXES
Fieldbus Inc :
Foundation fieldbus : Fieldbus Foundation (FF) :
https://www.fieldcommgroup.org/technologies/foundation-fieldbus
Hart : Hart Communication Foundation (HCF) :
Profibus : Profibus International (PI) :
Modbus : Modbus IDA (Modbus) :
ARC Advisory Group :
Gimelec :
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Industrie 4.0 L’usine connectée – Séminaire ISA – France – 29 avril 2014 Paris
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