Automatisme industriel : capteurs, automates, supervision et langages

Un automatisme industriel fait travailler une machine sans qu’un opérateur commande chaque geste. Il repose sur une chaîne en trois maillons : des capteurs mesurent ce qui se passe, un automate programmable décide selon son programme, des actionneurs agissent sur la matière. Autour, des écrans permettent de surveiller et de piloter, et des langages normalisés servent à décrire puis à programmer le fonctionnement.

Cette page pose les bases. Les guides de la rubrique reprennent chaque maillon en détail, avec des exemples concrets.

La chaîne : capteurs, automate, actionneurs

Un système automatisé se découpe en deux parties.

• La partie opérative agit sur la matière : moteurs, vérins, vannes, convoyeurs, outils.
• La partie commande décide : elle reçoit les consignes de l’opérateur et les comptes rendus de la partie opérative, et elle envoie ses ordres. C’est le rôle de l’automate.

Entre les deux, l’information circule dans un sens précis :

Maillon	Ce qu’il fait	Exemples
Capteur	traduit un phénomène physique en signal pour l’automate	détecteur de présence, fin de course, sonde de température, capteur de pression
Automate	lit les signaux, exécute son programme, décide	automate compact ou modulaire
Préactionneur	distribue l’énergie à l’actionneur sur ordre de l’automate	contacteur, variateur de vitesse, distributeur pneumatique
Actionneur	transforme cette énergie en action physique	moteur, vérin, électrovanne, résistance de chauffe

Ne sautez pas le préactionneur. Une sortie d’automate délivre un signal de faible puissance : elle n’alimente pas directement un gros moteur. Elle commande un contacteur ou un variateur, qui, lui, laisse passer la puissance.

L’automate programmable industriel

L’automate programmable industriel, ou API (PLC en anglais), est la partie commande d’une machine automatisée. C’est un système électronique programmable qui travaille par tours : il lit toutes ses entrées, exécute son programme, puis écrit toutes ses sorties. Un tour, le temps de cycle, dure d’une à quelques dizaines de millisecondes.

Il contient une alimentation, un processeur, de la mémoire, des cartes d’entrées et de sorties, tout ou rien ou analogiques, et des ports de communication. Il existe en version compacte, tout dans un boîtier, ou modulaire, une fonction par module.

Notre guide de l’automate programmable industriel ouvre le boîtier, déroule le cycle, compare les langages et les logiciels gratuits pour s’exercer, et programme pas à pas la marche-arrêt d’un moteur.

Les capteurs industriels

Un capteur traduit l’état d’une grandeur physique en un signal exploitable par l’automate. Deux grandes familles :

• Les capteurs tout ou rien (TOR) ne donnent que deux états, 0 ou 1 : une pièce est là ou elle n’y est pas, un vérin est sorti ou il ne l’est pas. Détecteurs inductifs, capacitifs, photoélectriques et fins de course en font partie.
• Les capteurs analogiques donnent une valeur continue : une température, une pression, un niveau, une distance.

Le bon capteur dépend de ce qu’il doit détecter (métal, plastique, liquide), de la distance, de l’environnement (poussière, huile, chaleur) et du signal attendu par la carte d’entrée. Les familles et la méthode pour choisir sont détaillées dans notre guide des capteurs industriels.

Décrire le fonctionnement : le Grafcet

Avant de programmer, on décrit ce que doit faire la machine. Le Grafcet, pour « graphe fonctionnel de commande étape-transition », est un langage graphique d’origine française conçu pour cela. Il découpe le fonctionnement en étapes, auxquelles on associe des actions, reliées par des transitions, qui portent chacune une condition appelée réceptivité.

Il est né dans un groupe de travail de l’AFCET, dont le rapport de 1977 est considéré comme son acte de naissance. Normalisé en France en 1982 (NF C03-190), il est devenu une norme internationale en 1987 (CEI 848), aujourd’hui CEI 60848.

Le Grafcet n’est pas un langage de programmation : il décrit, il ne s’exécute pas. Son cousin, le SFC de la norme CEI 61131-3, lui ressemble beaucoup et se programme dans l’automate. Les règles d’écriture et un exemple complet sont dans notre guide du Grafcet.

Programmer : les langages de la norme CEI 61131-3

La norme CEI 61131-3 définit les langages de programmation des automates. Sa première édition date de 1993, la quatrième du 22 mai 2025.

Langage	Type	En une phrase
LD, Ladder	graphique	un schéma électrique à contacts et bobines, lu de haut en bas
FBD, blocs fonctionnels	graphique	des boîtes logiques reliées par des fils
ST, texte structuré	textuel	du code avec conditions, boucles et calculs
SFC, diagramme fonctionnel en séquence	graphique	des étapes et des transitions, proche du Grafcet

La liste d’instructions (IL), un langage textuel proche de l’assembleur, a été déclarée obsolète en 2013 et retirée de l’édition 2025. Elle subsiste dans d’anciens programmes.

Chaque fabricant a son logiciel et ses noms : un programme ne passe pas tel quel d’une marque à l’autre, même écrit dans le même langage normalisé.

Superviser : IHM et SCADA

L’automate n’a pas d’écran. Pour voir ce qu’il fait et lui donner des ordres, on lui ajoute une interface.

L’IHM, ou interface homme-machine, est l’écran de la machine, souvent tactile. Couplée à l’automate, elle affiche l’état des entrées et des sorties, les compteurs et les alarmes, et elle peut remplacer des boutons du pupitre.

Le SCADA, pour supervisory control and data acquisition, travaille à l’échelle de l’installation. C’est un système de télégestion qui traite en temps réel un grand nombre de mesures venues de nombreux automates : il centralise les alarmes, enregistre l’évolution des mesures et permet de piloter à distance.

	IHM	SCADA
Périmètre	une machine, un poste	une installation, un site, un réseau
Utilisateur	l’opérateur au pied de la machine	le poste de conduite, la maintenance, l’encadrement
Données	l’état présent	l’état présent, l’historique et les alarmes de tout le site

Par où commencer

Si vous découvrez l’automatisme, suivez la chaîne dans l’ordre : comprendre l’automate et son cycle, puis savoir lire et écrire un Grafcet, puis choisir ses capteurs. C’est aussi un bon ordre pour dépanner : on regarde d’abord ce que l’automate voit, ensuite ce qu’il devrait faire, enfin si l’information qu’il reçoit est juste.