Automatisme

La robotique industrielle est officiellement définie par l'Organisation Internationale de Normalisation (ISO) comme étant un système commandé automatiquement, multi-applicatif, reprogrammable, polyvalent, manipulateur et programmable sur trois axes ou plus. Les applications typiques incluent les robots de soudage, de peinture et d'assemblage. L'avantage de la robotique industrielle est sa rapidité d'exécution et sa précision ainsi que la répétition de cette précision dans le temps[2].

Un automate programmable industriel est un dispositif électronique numérique programmable destiné à la commande de processus industriels par un traitement séquentiel. Il envoie des ordres vers les préactionneurs (partie opérative ou PO côté actionneur) à partir de données d’entrées (capteurs) (partie commande ou PC côté capteur), de consignes et d’un programme informatique[3].

L'impression 3D ou fabrication additive regroupe les procédés de fabrication de pièces en volume par ajout de matière en couches successives. Elle est utilisée dans des domaines aussi variés que le prototypage, l'industrie, l'aéronautique, la construction, l'armée, la bioimpression ou l'alimentation[4] - [5] - [6] - [7].

Un robot domestique est un robot de service personnel utilisé pour des tâches ménagères :

• robot aspirateur ;
• robot laveur ;
• robot de cuisine ;
• tondeuse robot.

La domotique regroupe toutes les techniques permettant de contrôler, de programmer et d’automatiser une habitation. Pour ce faire, elle use des domaines de l’électronique, de la télécommunication ainsi que des automatismes[8] - [9].

Un véhicule autonome est un véhicule automobile capable de rouler, sur route ouverte, sans intervention d'un conducteur. Le concept désigne un véhicule pouvant circuler sur la voie publique dans le trafic sans intervention humaine (en toutes situations). La notion de voiture autonome peut recouvrir aussi bien un véhicule totalement autonome ou bien un véhicule « semi-autonome » disposant de différents systèmes d'aide à la conduite, ou de systèmes de conduite automatisée supervisée par le conducteur.

Les transports guidés urbains automatiques sont des transports urbains de type guidé (tramway, métro, trains) dont le fonctionnement est, en tout ou en partie, automatisé.

Un distributeur automatique est une machine qui permet d'obtenir des biens, sans intervention humaine (en libre-service), grâce aux techniques d'automatisation. Les machines les plus courantes sont les distributeurs automatiques de boissons chaudes, notamment de café, mais on trouve aussi des distributeurs de boissons fraîches et mixtes avec des ingrédients comme l'eau, les fruits ou le thé, ainsi que les distributeurs de snacks, l'offre alimentaire étant de plus en plus diversifiée vers les produits frais comme les sandwichs, les produits laitiers, les biscuits ou les fruits et légumes. Il faut cependant faire attention à l'hygiène[10] pour ces dernières.

Les distributeurs vendent également d'autres produits aux consommateurs : articles pour nageurs et baigneurs implantées aux entrées des lieux comportant des piscines, cadenas, préservatifs, pansements, doses de lessives, collants, jeux de cartes, parapluies[11].

Les banques ont aussi développé des automates permettant de retirer de l'argent avec une carte bancaire, le distributeur automatique de billets.

La caisse en libre-service[12] ou caisse libre-service[13] est un système permettant au client de scanner les produits qu'il souhaite acheter en libre-service, en utilisant un lecteur de code-barres directement à la caisse, sans l'intervention d'un caissier.

L’agriculture numérique se définit comme la convergence de l’agriculture et des technologies de l’information (capteurs, réseaux intelligents, outils de la science de la données, application, voire automatisme et robotique) pour, tout au long de la chaîne de valeurs, améliorer la productivité et répondre aux attentes environnementales et sociétales.

L'informatique est un domaine d'activité concernant le traitement automatique de l'information numérique par l'exécution de programmes informatiques par des machines. Il permet l'automatisation de nombreuses tâches :

• système de reconnaissance faciale ;
• traduction automatique ;
• calcul automatique ;
• bot informatique ;
• indexation automatique de documents ;
• etc.

Partie commande et opérative

Un système automatisé, quel qu'il soit, nécessite un opérateur, c'est une personne qui donne des consignes au système et qui est capable de comprendre les signaux que la partie commande lui renvoie.

La partie commande reçoit les consignes de l'opérateur et les comptes rendus de la partie opérative. Les comptes rendus de la partie opérative sont les signaux envoyés par les capteurs installés sur les machines.

Les commandes peuvent être envoyées par une Interface Homme-Machine informatisée, un pupitre de commande ou une boite à bouton.

Entre la partie commande et la partie opérative, se trouve le système qui est en réalité un automate dans lequel se trouve un programme

Un actionneur est un organe de la partie opérative qui va traduire le signal envoyé par la partie commande en une action physique.

Parmi les actionneurs on peut citer :

• un moteur ;
• un vérin pneumatique ou hydraulique ;
• une vanne…

Un capteur est un élément de la partie opérative qui va réagir à un phénomène physique et envoyer le signal vers la partie commande.

Parmi les capteurs on peut citer :

• un capteur optique ;
• un capteur de contact ;
• un capteur de mouvement…

Les automatismes industriels, comme par exemple les îlots robotisés, sont des machines. Les machines, et plus généralement les installations automatisées utilisées dans l'industrie peuvent, si aucune mesure de prévention n'est prise, présenter des risques pour les opérateurs et tierces personnes amenés à les côtoyer. Dans l'Union Européenne, d'un point de vue règlementaire, leur conception et leur utilisation doivent être conformes, entre autres :

• à la directive "Machines" 2006/42/CE[14] pour la conception,
• à la directive 2009/104/CE[15] qui s’adresse aux utilisateurs de machines.

Conformément aux dispositions de la directive européenne "Machines" 2006/42/CE, transposée en droit national dans le code du travail, les fabricants doivent réduire les risques dès la conception et respecter les Exigences Essentielles de Santé et de Sécurité listées dans son Annexe I.

Pour les aider dans leur démarche, les fabricants pourront s'appuyer sur la norme internationale ISO 12100[16] qui décrit les principes généraux de conception des machines ainsi que sur les brochures INRS relatives à la prévention des risques mécaniques[17] et à la conception des systèmes de commande[18].

Afin de préserver la santé et la sécurité des travailleurs, l’employeur doit s’assurer que les machines sont sûres et conformes et que leur utilisation n’expose pas les salariés à des risques, et ceci dans toutes leurs phases de vie.

A cet effet, il doit réaliser l’évaluation des risques liés à la machine dont les résultats seront transcrits dans le Document unique d’évaluation des risques.

De plus, l’employeur a l’obligation de maintenir la machine en état de conformité (article 4.2 de la directive européenne 2009/104/CE).

L'ingénieur automaticien doit avoir des connaissances en électricité, électronique, mécanique, informatique, hydraulique et en pneumatique. Il doit comprendre les bases des procédés de fabrication à automatiser dans des milieux industriels divers.

Quelques connaissances de base nécessaires pour un automaticien :

• Algèbre de Boole
• Système binaire
• Système décimal
• Système hexadécimal
• Fonction logique
• Table de Karnaugh
• Grafcet
• Automatique
• Gemma
• Suivi de produit
• Gestion de recettes

• Automate
• Biomimétisme
• Logique pneumatique
• Machine
• Rétroaction
• Robot
• Robotique

• Initiation aux Automatismes, Qu'est-ce qu'un automatisme ?
• Cours d'automatisme,
• Dossier web INRS "Conception des machines"
• Dossier web INRS "Utilisation des machines"