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Automatisme & Process
L'automatisation est un ensemble de techniques combinées pour assurer le fonctionnement automatique d'un processus ou d'un système. L'automatisation industrielle dessert une grande variété de secteurs d'activité, incluant la fabrication, l'agroalimentaire, les transports, les télécommunications, et diverses opérations de sécurité et de gestion de l'énergie.
Un fusible est un composant de sécurité électrique qui fond en cas de surintensité, coupant définitivement le courant. Il doit être remplacé après usage.
Un disjoncteur, quant à lui, détecte automatiquement les surcharges ou courts-circuits et interrompt temporairement le circuit. Il peut être réarmé manuellement, ce qui le rend plus pratique et économique à long terme.
Les détecteurs industriels regroupent plusieurs technologies adaptées aux environnements techniques. Parmi les principaux types de détecteurs, on retrouve :
- Les détecteurs Reed, sensibles aux champs magnétiques, souvent utilisés comme capteurs de fin de course.
- Les capteurs de proximité inductifs ou capacitifs, qui détectent la présence d'objets sans contact.
- Les interrupteurs de position, robustes et précis pour la détection mécanique de mouvement.
- Les interrupteurs de sécurité, utilisés pour surveiller l’ouverture de portes, capots ou barrières. Le choix du détecteur dépend de l’application, du niveau de précision requis, de l’environnement (poussière, humidité, température) et du type de mouvement à contrôler.
Le choix dépend du matériau à détecter (métal, plastique, liquide…), de la portée nécessaire, de l’environnement (poussière, humidité, température) et du type de sortie (PNP/NPN).
Pour en savoir plus : choisir le bon détecteur
- Inductif : idéal pour les métaux, robuste, courte portée.
- Capacitif : détecte liquides, plastiques et matériaux non conducteurs.
- Photoélectrique : flexible (direct, réflexion, barrière) et adapté aux objets transparents.
Pour en savoir plus : choisir le bon détecteur
Les détecteurs capacitifs et ultrasoniques sont les plus adaptés. Ils permettent de détecter aussi bien des solides non conducteurs que des liquides, avec une portée plus importante que l’inductif.
Pour en savoir plus : choisir le bon détecteur
Les NPN sont des capteurs puits qui laissent le courant circuler dans le capteur et vers V-.
Les PNP sont des capteurs sources qui laissent le courant circuler à partir du capteur, depuis V+.
Ils doivent tout d'abord répondre à la norme IEC 61812. Leur coût et durée de vie peuventt varier en fonction de la marque, de la technologie par exemple : relais temporisés programmables compatibles avec les systèmes IoT, relais intégrés aux automates industriels (PLCs) via des bus de communication. Il et important de prendre en considération vos installations et votre activité.
Un multimètre est un instrument de mesure électrique polyvalent qui permet de vérifier plusieurs grandeurs électriques :
- tension (voltmètre),
- courant (ampèremètre),
- résistance (ohmmètre).
Il sert aussi à tester la continuité de circuits et à diagnostiquer des pannes électriques dans l’électronique, la maintenance industrielle, le bâtiment, l’automobile ou l’électricité domestique.
Un capteur fin de course détecte la fin de déplacement d’un composant mécanique et génère un signal électrique. Il est souvent utilisé pour automatiser l’arrêt ou l’inversion de mouvement.
Un interrupteur de position remplit une fonction similaire mais offre une précision supérieure et une meilleure résistance aux environnements industriels difficiles. Il est également plus personnalisable (contacts, actionneurs, types de montage).
Le choix entre les deux dépend des contraintes de précision, de robustesse et de fréquence de commutation dans l’application.
Un transformateur est constitué de trois éléments principaux :
- Le noyau magnétique : Il est généralement fabriqué en fer doux ou en acier et sert à canaliser le flux magnétique généré par le courant électrique dans le transformateur.
- Les enroulements : Il y a un enroulement primaire qui reçoit l’énergie électrique et un enroulement secondaire qui distribue l’énergie. Ces enroulements sont généralement faits de cuivre ou d’aluminium.
- L'isolation : Les matériaux isolants (comme l’huile ou les isolants solides) servent à séparer et à protéger les enroulements électriques pour éviter les courts-circuits.
Les deux principaux types de transformateurs sont :
- Le transformateur de puissance : Il est conçu pour les applications à haute tension, souvent utilisé dans les centrales électriques pour transmettre de l’électricité sur de longues distances.
- Le transformateur de distribution : Il réduit la tension pour qu’elle soit utilisable par les foyers et les industries. Ce type est commun dans les réseaux de distribution d’électricité.
Les fuites magnétiques dans un transformateur sont réduites en optimisant la conception du noyau magnétique, en utilisant des matériaux à faibles pertes comme l'acier laminé grain orienté et en assurant une bonne isolation entre les enroulements. Ces techniques permettent d'améliorer l'efficacité énergétique du transformateur.
La tension d'isolement est un aspect important pour un technicien qui doit garantir la sécurité des installations électriques. Elle permet de déterminer les limites de fonctionnement du transformateur en toute sécurité.
Un convertisseur CC-CA (Courant Continu - Courant Alternatif) est un appareil qui permet de convertir de l’électricité continue (CC) en électricité alternative (CA). Ce processus est essentiel pour adapter des systèmes à courant continu, comme les batteries, aux systèmes qui fonctionnent avec de l'électricité alternative, comme le réseau électrique domestique ou industriel.
Les capteurs RFID (Radio Frequency Identification) sont utilisés pour l'identification et le suivi d'objets via des étiquettes RFID. Ces capteurs permettent de lire et d'écrire des informations à distance via des ondes radio, ce qui les rend utiles dans les systèmes de gestion de stock, le contrôle d'accès et l’automatisation industrielle.
Le contact Reed est constitué de deux lames ferromagnétiques placées dans un tube en verre, qui se ferment lorsqu'un champ magnétique s'applique. Cette technologie est utilisée pour détecter l'ouverture des portes ou fenêtres, ainsi que dans les capteurs de vitesse ou les applications de détection de position.
Electronique
Un multimètre mesure des grandeurs électriques statiques comme la tension, le courant ou la résistance à un instant donné. Un oscilloscope, quant à lui, visualise et affiche graphiquement un signal électrique dans le temps, ce qui permet de voir la forme d’onde, la fréquence et les variations rapides du signal — informations que le multimètre ne peut pas donner.
Mesurer la température dans les circuits électroniques est indispensable pour éviter les surchauffes, optimiser la performance des composants et prévenir les pannes. Les composants sensibles (processeurs, transistors de puissance, batteries) doivent fonctionner dans une plage de température précise. Des capteurs comme les thermistances, thermocouples ou caméras thermiques permettent de surveiller et réguler la température avec fiabilité.
Les mesures environnementales permettent de contrôler des paramètres essentiels comme la température, l’humidité, la pression atmosphérique, la qualité de l’air ou les précipitations. Dans l’industrie, elles sont indispensables pour garantir la qualité des procédés, la sécurité des employés et le respect des normes réglementaires. Des outils comme les stations météo industrielles, thermo-hygromètres et capteurs connectés sont utilisés dans les laboratoires, les salles serveurs, ou les chaînes de production sensibles.
Un semi-conducteur est un matériau, comme le silicium, dont la conductivité électrique varie selon les conditions (température, tension, dopage). Il ne conduit pas aussi bien qu’un métal, mais mieux qu’un isolant, ce qui en fait le cœur des composants électroniques : diodes, transistors, circuits intégrés, capteurs, etc.
Les semi-conducteurs sont la base de toute l’électronique moderne, des microprocesseurs aux capteurs industriels.
Un transistor est un composant électronique à semi-conducteur utilisé pour amplifier ou commuter un signal électrique. Il possède trois bornes (base, émetteur, collecteur pour un BJT / grille, drain, source pour un MOSFET). Il est présent dans pratiquement tous les circuits électroniques : alimentations, microcontrôleurs, variateurs, amplificateurs...
Il existe plusieurs types de transistors : bipolaire (BJT), MOSFET, JFET, IGBT, chacun ayant des applications spécifiques.
Pour garantir la sécurité d’une machine, un ingénieur en santé et sécurité doit réaliser une analyse complète des risques en se basant sur les normes applicables (ex. EN ISO 12100, EN ISO 13849‑1, EN ISO 13855). Cette analyse inclut :
- Identification des dangers : points de coupe, zones de pincement, mouvements dangereux, éjection de pièces, énergie résiduelle, etc.
- Évaluation des risques : probabilité et gravité des blessures associées à chaque danger.
- Choix des moyens de protection : barrières fixes, carters, dispositifs immatériels (barrières optiques), commandes bimanuelles, arrêts d’urgence.
- Positionnement des protections : selon la vitesse de déplacement de l’opérateur et les distances de sécurité requises (norme EN ISO 13855).
- Fiabilité des dispositifs de sécurité : conformité des composants (catégorie/performance Level sur EN ISO 13849‑1), redondance, diagnostic des défauts.
- Instructions et formation : procédures, documents de sécurité, formation des opérateurs.
L’objectif principal est de réduire les risques à un niveau acceptable et conforme aux exigences réglementaires, tout en assurant la sécurité opérationnelle et la productivité.
Calculer la bonne distance de sécurité est essentiel pour empêcher tout contact dangereux entre un opérateur et une partie mobile d’une machine, notamment lorsqu’on utilise des dispositifs de protection immatériels tels que des barrières optiques, rideaux de lumière ou scanners laser.
Une distance de sécurité correctement calculée permet de :
- garantir que l’opérateur ne peut pas atteindre les zones dangereuses avant que la machine ne soit arrêtée,
- assurer que le temps d’arrêt total (arrêt de la machine) est compatible avec la vitesse d’approche d’une personne,
- respecter les exigences des normes de sécurité machine (ex. EN ISO 13855 pour le positionnement des moyens de protection),
- éviter les faux déclenchements ou, à l’inverse, des configurations dangereuses trop permissives.
Ce calcul prend en compte :
- le temps de réaction du dispositif de sécurité,
- le temps de décélération/arrêt de la machine,
- la vitesse typique de la main ou du corps humain,
- la configuration des faisceaux des systèmes immatériels.
Sans un calcul précis, la protection peut être inefficace, laissant une marge d’erreur dangereuse, ou trop restrictive, nuisant à la productivité.
Pour installer un relais temporisé dans un circuit électrique, il faut connecter le relais entre la source d’alimentation et la charge. Le relais doit être correctement dimensionné pour gérer la tension et le courant du circuit. Il est également crucial de configurer le délai de temporisation en fonction de l’application, en ajustant les paramètres via des commutateurs ou un potentiomètre intégré.
Un optocoupleur comprend une LED et un photodétecteur. La LED émet un signal lumineux qui est capté par le photodétecteur pour le convertir en signal électrique, offrant ainsi une isolation galvanique tout en permettant de transmettre des signaux entre différentes parties du système.
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