Glossaire de l’automatisation – Définitions et concepts approfondis

1. Automatisation

L’automatisation est le déploiement de technologies pour exécuter des tâches, des processus ou des opérations avec une intervention humaine minimale ou nulle. Cela implique des systèmes de contrôle avancés, des capteurs, des actionneurs, des réseaux de communication et des logiciels pour accomplir des actions auparavant réalisées manuellement. Selon l’International Society of Automation (ISA), l’automatisation englobe la création et l’application de technologies pour surveiller et contrôler la production et la livraison de produits et services.

Dans l’aviation, l’automatisation est essentielle pour les systèmes de gestion de vol, le pilote automatique, le contrôle du trafic aérien et les diagnostics de maintenance. Elle stimule l’innovation dans la fabrication (Industrie 4.0), les infrastructures intelligentes et le transport, en s’appuyant sur la donnée en temps réel, l’IoT et l’IA pour la performance, la sécurité et l’efficacité.

Éléments clés :

• Capteurs pour la collecte de données
• Contrôleurs pour le traitement et la commande
• Actionneurs pour l’exécution des actions
• Réseaux de communication (ex : fieldbus, Ethernet)
• Interfaces homme-machine (IHM) pour la surveillance et le contrôle

Les normes de l’OACI garantissent que l’automatisation dans l’aviation est sûre, fiable et interopérable, exigeant la redondance, les systèmes de secours et la supervision humaine.

2. Fonctionnement automatique

Le fonctionnement automatique signifie qu’un système ou un appareil effectue une séquence d’actions sans intervention humaine continue, suivant des instructions prédéfinies ou des déclencheurs environnementaux. Contrairement à l’automatisation au sens large, le fonctionnement automatique implique généralement des réponses fixes et n’intègre pas de capacités d’adaptation ou d’apprentissage.

Exemples en aviation :

• Pilotes automatiques maintenant la trajectoire, l’altitude et la vitesse
• Systèmes d’atterrissage automatique guidant l’avion lors de l’approche et du toucher des roues
• ADS-B, qui transmet la position et la vitesse de l’avion

Le fonctionnement automatique améliore la sécurité, la cohérence et la fiabilité. Les directives de l’OACI exigent des modes de fonctionnement clairs, un retour d’information à l’opérateur et des systèmes de secours.

Distinction :
Les systèmes automatiques exécutent des actions prédéfinies ; les systèmes automatisés peuvent s’adapter et s’optimiser en fonction des données.

3. Système automatisé

Un système automatisé intègre des dispositifs, des logiciels et des réseaux pour exécuter des opérations complexes avec une intervention humaine minimale, souvent en incluant la détection en temps réel, le retour d’information et la logique adaptative.

Composants :

• Systèmes de contrôle distribués (DCS), automates programmables industriels (API)
• SCADA pour la supervision et la surveillance
• Logiciels embarqués pour les tâches en temps réel
• Algorithmes de diagnostic/prognostic

Exemples en aviation :

• Gestion de vol et navigation
• Surveillance moteur et maintenance prédictive

Les normes OACI garantissent l’assurance logicielle, la redondance et une conception efficace de l’IHM pour la sécurité opérationnelle.

4. Automatisation industrielle

L’automatisation industrielle utilise des systèmes de contrôle (ordinateurs, robots, IT) pour gérer les machines et les processus, réduisant l’effort humain dans des secteurs tels que la fabrication, le traitement chimique et la logistique.

Caractéristiques :

• Contrôleurs programmables
• Bras robotisés pour les tâches répétitives ou dangereuses
• Vision industrielle pour l’inspection
• Véhicules autoguidés (AGV)
• Intégration ERP

Application en aviation :
Robots dans la fabrication aéronautique (perçage, rivetage, peinture), diagnostics automatisés et gestion des stocks.

L’OACI impose à l’automatisation industrielle dans l’aviation de suivre des processus de sécurité et d’assurance qualité.

5. Automatisation des processus robotisés (RPA)

La RPA utilise des robots logiciels pour imiter les actions humaines dans des tâches numériques répétitives et basées sur des règles, augmentant la rapidité et la précision.

Utilisations en aviation :

• Rapprochement des données passagers
• Planification des vols et gestion des équipages
• Tenue des registres de maintenance
• Traitement des factures

La valeur de la RPA réside dans son déploiement rapide et son intégration avec les systèmes existants. Elle est à la base de l’automatisation intelligente, intégrant l’IA et le ML.

6. Automatisation intelligente (IA) / Automatisation intelligente des processus (IPA)

L’automatisation intelligente combine la RPA avec l’IA, le ML, le traitement du langage naturel (NLP) et l’analytique. Elle permet l’automatisation de tâches cognitives — compréhension de données non structurées, prise de décision et apprentissage.

Transformation en aviation :

• Maintenance prédictive avec des modèles IA
• Assistants virtuels pour le service client
• Optimisation des itinéraires de vol et du carburant
• Contrôle de sécurité avec analyse comportementale

L’adoption de l’IA nécessite une gouvernance solide et de la transparence pour la conformité réglementaire.

7. Automate programmable industriel (API)

Les API sont des ordinateurs numériques spécialisés pour l’automatisation en temps réel des processus industriels, appréciés pour leur fiabilité et leur flexibilité de programmation (ladder logic, diagrammes blocs).

Applications :

• Lignes d’assemblage
• Gestion des bagages dans les aéroports
• Gestion des dépôts de carburant et de l’éclairage

Les API sont robustes, prennent en charge la redondance et sont essentiels dans l’infrastructure aéroportuaire pour l’automatisation critique pour la sécurité.

8. Interface homme-machine (IHM)

Les IHM sont les interfaces (graphiques ou physiques) par lesquelles les opérateurs interagissent avec les systèmes automatisés, offrant visualisation, contrôle et enregistrement des données.

Exemples en aviation/industrie :

• Panneaux tactiles dans les tours de contrôle
• Écrans multifonctions en cockpit
• Postes de travail de maintenance

Une bonne conception d’IHM est cruciale pour la conscience situationnelle, la prise de décision et la prévention des erreurs.

9. Fieldbus

Le fieldbus est un ensemble de protocoles de réseau industriel pour le contrôle distribué en temps réel et la communication entre dispositifs d’automatisation.

Utilisations en aviation :

• Gestion des bagages
• Éclairage des pistes
• Gestion du carburant
• Automatisation des bâtiments

Le fieldbus simplifie le câblage, prend en charge l’évolutivité et permet le diagnostic à distance. Son intégration avec l’Ethernet industriel et le sans-fil est en expansion.

10. Intelligence artificielle (IA)

L’IA en automatisation désigne des systèmes capables de tâches nécessitant une intelligence humaine — raisonnement, apprentissage, prise de décision.

IA en aviation :

• Machine learning pour la détection d’anomalies et l’analytique prédictive
• NLP pour assistants virtuels et commandes
• Vision par ordinateur pour la surveillance et l’inspection

L’OACI insiste sur la transparence, la responsabilité et la validation pour intégrer l’IA dans les systèmes aéronautiques.

11. Machine learning (ML)

Le ML est une branche de l’IA axée sur des algorithmes qui apprennent à partir de données et font des prédictions ou des décisions.

Applications ML en aviation :

• Surveillance de l’état des moteurs
• Prédiction des flux de passagers/ressources
• Détection de menaces en cybersécurité
• Optimisation des flux de trafic aérien

Le ML fait passer les opérations d’une approche réactive à proactive, améliorant sécurité et efficacité.

12. Hyperautomatisation

L’hyperautomatisation combine la RPA, l’IA, le ML et d’autres technologies pour automatiser des processus complexes de bout en bout.

Exemples en aviation :

• Gestion intégrée des opérations de vol
• Optimisation des ressources aéroportuaires
• Surveillance de la conformité réglementaire
• Orchestration du parcours passager

Les plateformes d’hyperautomatisation découvrent, automatisent et optimisent les tâches structurées et non structurées.

13. Capteurs

Les capteurs détectent et mesurent des variables physiques, chimiques ou environnementales, fournissant la base de données pour l’automatisation.

Types :

• Capteurs de température, pression, proximité
• Capteurs optiques (photodiodes, LIDAR)
• Accéléromètres et gyroscopes

Rôles en aviation :

• Commande de vol
• Surveillance de l’état des moteurs
• Systèmes environnementaux et de sécurité

L’OACI exige des tests rigoureux des capteurs aéronautiques pour la précision et la fiabilité.

14. Actionneurs

Les actionneurs convertissent les signaux de commande en action physique, exécutant les ordres des systèmes d’automatisation.

Types :

• Moteurs électriques
• Électrovannes
• Vérins hydrauliques/pneumatiques
• Actionneurs servo

Applications en aviation :

• Surfaces de contrôle de vol
• Train d’atterrissage
• Commande de la manette des gaz/carburant moteur
• Régulation de la pression cabine

La fiabilité et le temps de réponse des actionneurs sont cruciaux, l’OACI spécifiant la redondance pour la sécurité.

15. Protocoles de communication et fieldbus

Les protocoles de communication standardisent l’échange de données en automatisation. Les protocoles fieldbus sont conçus pour le contrôle industriel distribué en temps réel.

Protocoles courants :

• PROFIBUS/PROFINET
• CAN bus
• Modbus
• Ethernet/IP

Infrastructure aéronautique :

• Gestion automatisée des bagages
• Contrôle de l’éclairage
• Automatisation des bâtiments/sécurité

Les normes OACI exigent des protocoles de communication sûrs, redondants et interopérables.

16. Types d’automatisation

L’automatisation peut être catégorisée selon l’adaptabilité et la complexité :

Le choix dépend de la variabilité des processus, du volume, de la réglementation et des besoins d’intégration.

17. Comparaison : Automatisation vs. Automatique

Pour plus de détails sur chaque concept d’automatisation, consultez la documentation de l’OACI, les normes ISA et les ressources de référence du secteur.