Principes des chaînes de régulation

Le contrôle est un concept de sens commun. On en trouve des exemples dans le monde naturel, dans le monde vivant entre autres (par exemple la régulation de la température du corps humain). On situe ses premières réalisations technologiques à l’antiquité (clepsydre de Ktesibios en – 300 : une régulation de niveau (de type chasse d’eau) maintient un débit constant à la sortie d’un réservoir ; ce débit alimente un bac dont la hauteur sert alors à mesurer le temps). Mais il a fallu attendre le XIX ^e siècle pour que les propriétés des boucles de régulation soient étudiées de façon formelle. Depuis, les progrès sont constants.

Étant une réponse efficace à la rude compétition industrielle, l’ automatique a connu de grandes mutations ces dernières années. Les secteurs classiques qui ont vu naître l’automatique moderne, comme la pétrochimie, la sidérurgie, le nucléaire, la production d’énergie ou ceux plus récents de la pharmacie, ou de l’agroalimentaire sont toujours des terrains d’application de commande avancée. Mais d’autres secteurs se sont récemment ouverts, dans l’industrie (l’espace, le transport), dans la recherche (les télescopes géants, les sondes spatiales, l’appareillage médical sophistiqué, les véhicules autonomes) ou dans la vie quotidienne (têtes de lecture de disques laser, électroménager « intelligent »).

Automatiser peut avoir des objectifs divers. Citons :

• augmenter les performances du système de production : améliorer la qualité du produit fini, diminuer sa variabilité, augmenter la quantité de produit fabriqué ou diminuer le temps de fabrication ;

• diminuer les coûts de fabrication : minimiser la quantité de matière première utilisée, l’énergie nécessaire au procédé de fabrication, introduire la récupération de sous-produits (dont le recyclage induit des boucles internes, des couplages forts entre variables) ;

• améliorer la sécurité de l’installation industrielle, des hommes qui y travaillent et de l’environnement ; permettre la traçabilité des produits (nécessité dans l’industrie agroalimentaire, par exemple) ;

• commander à distance : cela est particulièrement important pour les applications nucléaires ou spatiales ;

• offrir des produits et des services personnalisés, améliorer le confort (évolution de l’industrie automobile par exemple, où les modèles de véhicules sont modulables et pour lesquels de plus en plus de variables sont contrôlées – freinage ABS, répartiteur de freinage, capteur de pluie,...