Automatisation et appareillage de contrôle

Le mot automatisation est défini de la manière suivante : utilisation de machines pour faire le travail auparavant effectué par des personnes. Cette définition sous-entend que les personnes ne jouent aucun rôle ; bien entendu, ce n'est pas le cas : même une usine entièrement automatisée a besoin d'ingénieurs pour vérifier que tout se déroule bien. Des personnes doivent aussi intervenir lorsqu'une panne se produit, ce qui est inévitable, et pour lancer et arrêter les cycles de production. L'appareillage de contrôle dicte le fonctionnement des machines quand on appuie sur le bouton de démarrage.

L'appareillage de contrôle se compose de systèmes informatiques, de commutation, hydrauliques et pneumatiques, et de tous les autres éléments qui fonctionnent ensemble pour dire aux machines ce qu'elles doivent faire et quand elles doivent le faire. Dans notre monde high-tech, l'automatisation et l'appareillage de contrôle font désormais partie intégrante des usines modernes ; on les retrouve aussi dans les navires, les avions et les machines les plus techniquement avancées utilisées dans la défense et l'exploration spatiale, dont elles constituent un aspect vital. Dans cet article, nous allons couvrir d'autres formes d'appareillage de contrôle au quotidien qui jouent néanmoins un rôle vital dans la gestion des installations de production modernes.

 

RFID

Nous connaissons maintenant tous les codes-barres que les opérateurs scannent à la caisse du supermarché. Quand l'article est scanné, l'ordinateur identifie le produit et affiche son prix à l'écran. L'ordinateur note également aux fins de contrôle des stocks que ce produit spécifique a été vendu. Ce système efficace, utilisé depuis déjà très longtemps, va bientôt être remplacé par des étiquettes d'identification par radiofréquences (RFID).

Cette nouvelle génération du code-barres est bien plus intelligente que la précédente. En effet, elle peut communiquer avec un réseau informatique et lui indique exactement ce que vous mettez dans votre chariot et le prix de chaque article. Si vous amenez cette initiative jusqu'à sa conclusion logique, le jour viendra sans aucun doute où un client inscrit au système pourra entrer dans un magasin, choisir ses articles et sortir. Le coût des articles sera simplement facturé à une carte de crédit ou un compte en banque inscrit.

Les étiquettes RFID ont débuté de manière très humble : elles ont initialement été développées dans l'industrie agricole pour suivre le bétail. Mais le plein potentiel de ce système a été rapidement identifié et son utilisation s'est maintenant étendue dans le domaine de la distribution comme nous venons de le mentionner, mais aussi pour les véhicules, les animaux de compagnie et les passagers dans les aéroports ; on s'en sert même poursuivre les personnes souffrant de la maladie d'Alzheimer.

 

Range-câbles

Bien qu'ils soient essentiels pour nous permettre de vivre dans notre monde technologiquement avancé, les câbles électriques peuvent devenir très gênants s'ils ne sont pas gérés correctement. Beaucoup de gens souhaitent particulièrement faire disparaître la forêt de câbles qui se cache derrière leur meuble TV, pourtant il existe de nombreuses manières d'ordonner les câbles électriques de toutes sortes, à la maison tout aussi bien que dans les grandes installations électriques et informatiques.

Les serre-câbles sont des lanières plastiques rainurées astucieuses et extrêmement utiles comportant un dispositif de blocage qui permet de maintenir l'attache bien serrée autour d'un ensemble de câbles. Les câbles restent ainsi ordonnés et ne se transforment plus en spaghettis. Ils sont très utilisés dans les boîtiers moteur et sur les faisceaux de câbles des véhicules à moteur.

On voit également souvent dans les bureaux des gaines plastiques flexibles pour maîtriser les câbles informatiques et les protéger. Ces gaines en forme de tube sont conçues pour pouvoir être enroulées autour d'un groupe de câbles au lieu d'avoir à y enfiler les câbles. Cela permet de les installer et de les retirer rapidement pour les réutiliser, source d’économies. Un petit outil existe pour pouvoir insérer bien plus facilement les câbles dans la gaine assez rigide. D'autres variations mineures de ce concept sont disponibles.

On utilise aussi souvent des range-câbles. Ces petits coffrets en plastique permettent de masquer les blocs de rallonges et de réduire le désordre provoqué par les câbles. Ils ont un couvercle à déclic qui maintient les éléments dans le coffret.

 

Lampes à économie d'énergie

Les anciennes lampes à incandescence au tungstène sont actuellement remplacées par des lampes à économie d'énergie plus respectueuses de l'environnement. Ces ampoules ne plaisaient pas à tous lorsqu'elles ont été initialement introduites car certains utilisateurs n'appréciaient pas le papillonnement de certaines des premières versions. Mais les nouveaux types d'ampoules fluorescentes compactes (CLF) ont réduit ce problème et ces lampes sont désormais largement utilisées.

L'avantage principal des lampes à économie d'énergie est ce que leur nom indique : elles consomment bien moins d'énergie pour produire la même quantité de lumière que leurs prédécesseurs incandescents. Beaucoup de ces lampes ont aussi une durée de vie plus longue et offrent un éclairage fiable pendant des milliers d'heures. Bien qu'elles soient plus chères à l'achat que les lampes à tungstène, cet inconvénient est largement compensé par la longévité de la version moderne.

 

Thermistance

Une thermistance fonctionne comme une résistance dont le niveau de résistance varie avec la température. Ces composants sont principalement utilisés dans les éléments chauffants autorégulés, dans les protecteurs de surintensité pouvant se réarmer, dans les capteurs de température et comme limiteurs de courant de démarrage. Le matériau utilisé dans la fabrication des thermistances est généralement un polymère ou une céramique, alors que d'autres résistances utilisent du métal. Les thermistances fonctionnent avec précision dans une plage de température limitée de -900C à 1300C.

Il existe deux types distincts de thermistances - la thermistance à coefficient de température positif (PTC) et la thermistance à coefficient de température négatif (NTC). Ces noms sont descriptifs car dans le premier la résistance augmente et dans l'autre la résistance diminue lorsque la température augmente.

 

Thermocouple

Les thermocouples produisent un courant électrique en réponse à un changement de température. Ce comportement signifie qu'ils sont utilisés comme dispositifs de contrôle et instruments de mesure. Ils fonctionnent efficacement et avec grande précision sur une large plage de températures, jusqu'à des niveaux vraiment extrêmes allant jusqu'à 1 6000C. Ces dispositifs sont robustes et simples, ce qui les rend parfaitement adaptés aux environnements extrêmes tels que l'intérieur des moteurs à réaction.

De nombreux foyers britanniques possèdent l'un de ces dispositifs, sans doute comme composant d'une chaudière de chauffage central ou d'un chauffage au gaz. Dans ce cas, la thermistance joue le rôle de dispositif de sécurité en arrêtant le débit de gaz lorsqu'un courant d'air ou une défaillance arrête la flamme pilote où est installé le capteur à thermistance. Lorsque le capteur est chauffé par la flamme pilote, un courant électrique est créé puis envoyé pour contrôler un électroaimant. Du moment que ce courant est maintenu, l'électroaimant garde la vanne de gaz ouverte, ce qui permet au gaz d'arriver à la flamme pilote. Lorsque la flamme s'éteint, le capteur se refroidit et le flux de courant s'arrête ; l'électroaimant active alors la vanne et le flux de gaz est interrompu. C'est ainsi que le simple thermocouple a sauvé de nombreuses vies.

 

Organisation des câbles

Il est essentiel de bien gérer les câbles quand on construit de nouveaux bâtiments ou que l'on refait le câblage de structures établies. Les câbles doivent être correctement soutenus lorsqu'ils traversent des espaces et le long des murs internes et externes des bâtiments. Cela permet non seulement d'assurer la sécurité des utilisateurs mais aussi de faciliter la vie des ingénieurs qui viendront ultérieurement résoudre les problèmes ou ajouter des circuits supplémentaires.

Les câbles électriques sont normalement acheminés dans des conduits en plastique, des échelles de câbles ou des chemins de câbles.

Le câblage informatique est traité un peu différemment car il devra peut-être être modifié ou complété plus fréquemment que le câblage du circuit principal en boucle.

Il y a aussi des exigences spéciales de gestion des câbles dans certains environnements. Les hôpitaux en sont un exemple, car le câblage doit être soigneusement contrôlé dans les zones de soins. Pour éviter toute interférence avec les équipements électroniques, certains câbles en milieu hospitalier doivent être particulièrement bien blindés.

 

Contacteurs

Les contacteurs sont en fait des interrupteurs contrôlés par voie électrique. On les utilise pour commuter les circuits électriques un peu comme le ferait un relais, mais à un niveau d'intensité plus élevé. Le contacteur est en fait contrôlé par un circuit qui fonctionne à un niveau d'intensité bien inférieur à celui du circuit d'alimentation que contrôle le contacteur. Les contacteurs sont utilisés de manière universelle pour contrôler les évaporateurs thermiques, les moteurs électriques, les chauffages, les banques de condensateurs et l'éclairage. Cette liste n'est pas exhaustive car ce sont des dispositifs très polyvalents que l'on peut utiliser de nombreuses manières différentes.

Ils existent sous de nombreuses formes différentes et ont de nombreuses utilisations. Ils sont différents des disjoncteurs dans la mesure où ils ne sont pas conçus pour traiter les courts-circuits. En effet, les contacteurs gèrent les courants de coupure de milliers d'ampères ou moins. On peut aussi les utiliser pour gérer le courant CD de plusieurs kilovolts et jusqu'à 24 volts.

Les contacteurs sont fabriqués dans plusieurs dimensions physiques. Ils peuvent mesurer jusqu'à un mètre cube ou être très petits, et prendre plusieurs formes. Ils comportent trois composants principaux : les contacts, un électroaimant et un boîtier. Les contacts sont la partie du contacteur qui véhicule le courant électrique ; l'électroaimant fournit la force nécessaire pour fermer les contacts alors que le boîtier isolé contient les pièces que nous venons d'énumérer. Le boîtier protège aussi l'électroaimant et les contacts, et apporte un aspect de sécurité essentiel car il évite tout risque de toucher les contacts sous tension.

 

Ampoule électrique

Les ampoules électriques étaient des objets simples que l'on prenait pour acquis dans les lieux d'habitation et de travail. Elles étaient bon marché, faciles à installer et sans risque. Elles fonctionnaient en faisant circuler le courant dans des filaments métalliques pour créer une chaleur intense, ce qui entraînait la production d'une lumière vive par les filaments. Mais leur principal défaut était leur manque de longévité ; elles sautaient souvent à un moment très inopportun. Ces ampoules à incandescence ont maintenant été remplacées par des formes d'éclairage bien plus efficaces.

L'industrie a été forcée de changer sa manière de voir l'éclairage électrique par les préoccupations croissantes liées au réchauffement climatique. La nécessité de réduire la consommation d'énergie, dans tous les domaines possibles, a été identifiée par le gouvernement et l'industrie a été forcée à chercher de nouvelles manières d'éclairer nos lieux d'habitation et de travail.

Les premières tentatives faites par les grands acteurs de l'industrie pour créer des ampoules électriques pouvant respecter ces critères ne se sont pas soldées par de grandes réussites. Les nouvelles ampoules étaient plus volumineuses que les anciennes au tungstène, et bien plus lourdes. Des problèmes ont été découverts quand on a tenté d'installer les nouvelles ampoules dans les anciennes douilles : souvent elles ne correspondaient pas, ce qui exigeait de remplacer les lampes.

Mais avec le développement et l'évolution réguliers d'ampoules fluorescentes plus légères et plus compactes (CLF), la plupart de ces problèmes ont été résolus. Les CLF sont maintenant très répandus dans les foyers britanniques.

Les formes d'éclairage employant des diodes luminescentes (LED) deviennent de plus en plus courantes. Elles ont deux grands avantages : elles dégagent peu de chaleur pendant leur fonctionnement, et consomment très peu d'énergie. La dimension est également un aspect pertinent de cette forme d'éclairage, car on peut produire des ampoules LED très petites. Elles sont d'ailleurs très appréciées dans les guirlandes pour sapins de Noël.