Les progrès enregistrés par les outils informatiques et les moyens de communication associés à leur coût de plus en plus réduit rendent les outils de supervision accessibles aux petites exploitations autant qu'aux grandes. C?est aussi le cas des solutions nomades qui se développent désormais rapidement. Les systèmes sont de plus en plus performants et de plus en plus ouverts pour fournir de nouveaux services et s'interconnecter avec d'autres métiers connexes à la gestion de l'eau. Avec, à la clé, de nouveaux défis à relever, notamment pour la gestion des alarmes et la cybersécurité, qui sont de plus en plus pris en compte par les industriels.
Par , Technoscope
Les progrès enregistrés par les outils informatiques et les moyens de communication associés à leur coût de plus en plus réduit rendent les outils de supervision accessibles autant aux petites exploitations qu'aux grandes. C'est aussi le cas des solutions nomades qui se développent désormais rapidement. Les systèmes sont de plus en plus performants et de plus ouverts pour fournir de nouveaux services et s'interconnecter avec d'autres métiers connexes à la gestion de l'eau. Avec, à la clé, de nouveaux défis à relever, notamment pour la gestion des alarmes et la cybersécurité, qui sont de plus en plus pris en compte par les industriels.
Les usines de production d’eau potable aussi bien que les stations d'épuration sont équipées d’un nombre croissant de capteurs et d’automates en tous genres permettant de commander à distance le fonctionnement des équipements (pompes, vannes, etc.) ou de contrôler le bon déroulement des process.
Les superviseurs recueillent l’ensemble des données remontant des différents capteurs et, après retraitement, fournissent une vue globale du déroulement des procédés sur laquelle l’exploitant peut s’appuyer pour optimiser leur fonctionnement. La tendance, depuis quelques années, reste à toujours plus d’intégration et/ou de facilité à communiquer avec les différents équipements présents sur un site. Mais les superviseurs s’ouvrent également à des applications tierces. Ils sont aussi plus nombreux à offrir des solutions de mobilité ou à prendre en compte la gestion des alarmes et la cybersécurité.
Des solutions plus intégrées et désormais multi-métiers
Les systèmes globaux proposés par des constructeurs comme Emerson, ABB, Schneider Electric, Siemens ou Honeywell, au sein desquels la supervision n'est pas dissociable de l’automatisme, sont des solutions complètes qui ont l’avantage d’être robustes et configurables dans un environnement clos. Elles sont le plus souvent exploitées par de grosses usines. Mais, du fait de leur coût en termes d’acquisition, de maintenance et de développement, elles sont parfois délaissées au profit de l’approche proposée par les constructeurs d’automatismes comme Rockwell Automation, Schneider Electric, Mitsubishi Electric ou Siemens.
« Notre offre, très ouverte, se compose de différents modules qui répondent à autant de besoins, explique Jérôme Poncharal, architecte de solutions intégrées chez Rockwell Automation. Autour du module Factory Talk View, dédié à la conduite des installations, viennent se greffer d’autres modules comme Factory Talk Historian chargé d’historiser les données pour les restituer ensuite de façon plus ou moins élaborée dans le superviseur ou encore Factory Talk Vantage Point qui permet de développer du contenu pour terminaux mobiles. Le système, modulaire, est conçu pour optimiser le temps de développement et améliorer la productivité en matière d’ingénierie. »
Les exploitants ne s’y sont pas trompés. Le SIAAP, qui traite à Colombes 240 000 m³ d’eaux usées par jour et jusqu’à trois fois plus par temps de pluie, a adopté une solution de contrôle-commande Rockwell Automation, opérationnelle depuis 2009. La solution inclut 70 contrôleurs d’automatismes programmables pour surveiller 10 000 équipements, des réseaux ControlNet et Ethernet/IP sur fibre optique, ainsi que la suite logicielle FactoryTalk dont le superviseur View SE fonctionnant sur 5 serveurs redondants. Elle assure une automatisation totale et un pilotage par des équipes de 5 agents seule-
…, affectés par roulement à partir d’un seul poste de supervision.
Les éditeurs de logiciels de supervision comme Areal, Codra, ARC Informatique, Wonderware ou Elutions, proposent de leur côté des solutions de supervision qui n’intègrent pas les autres niveaux. Elles doivent donc être capables de communiquer avec toutes sortes d’automates, capteurs et autres dataloggers. Ces éditeurs travaillent étroitement avec les spécialistes de la télégestion comme Lacroix Sofrel, Perax ou Wit afin d’intégrer les sources de leurs protocoles (SMS, GPRS, etc.) dans leurs outils et pouvoir dialoguer de façon efficace avec les équipements pour remonter les informations sur les procédés, les alarmes, les événements, etc.
L’un des atouts d’Areal, présent depuis longtemps sur le domaine de l’eau, est de pouvoir s’interfacer avec un grand nombre d’équipements (une quinzaine de marques), en particulier les équipements les plus anciens qui ne sont plus commercialisés mais qui sont toujours utilisés par les petites collectivités. « Nous pouvons aisément récupérer les informations en provenance d’installations vieilles de 15 ou 20 ans pour les convertir et les exploiter dans la version actuelle de Topkapi en récupérant l’intégralité des données et des historiques », souligne Arnault Judes chez Areal.
Gérer l’hétérogénéité d’un parc d’équipements reste une préoccupation constante car les protocoles de communication, en perpétuelle évolution, visent à transporter toujours plus d’informations, toujours plus rapidement. « On voit émerger aujourd’hui les protocoles ftp particulièrement simples à mettre en œuvre par les fabricants, explique Arnault Judes. Nous avons par exemple été sollicités par Ijinus, Primayer ou SebaKMT pour que Topkapi soit en mesure de s’interfacer avec leurs équipements via ce nouveau mode d’acquisition. Nous avons développé trois protocoles adaptés au formatage de ces trois constructeurs qui seront bientôt disponibles ». Avec ces protocoles de communication, Areal proposera à ses clients des bibliothèques d’objets packagées, c’est-à-dire des composants prêts à l’emploi qui permettront de paramétrer simplement les équipements et le superviseur.
Chez Wonderware, le pack « le Traitement et la Distribution de l’eau » offre des fonctionnalités standards pour ce domaine d’activité. Ce pack intègre des interfaces graphiques pour InTouch ainsi qu’une bibliothèque d’équipements permettant ainsi aux exploitants de rapidement mettre en œuvre leurs applications de supervision. Avec sa dernière version, la plateforme Wonderware offre l’horodatage des données à la source et a été validée avec les automates de télégestion de Lacroix Sofrel. Pour faire face à l’augmentation de la masse de données à traiter, Wonderware lance sur le marché une version Cloud de sa base de données Historian Server. Cette nouvelle approche va permettre aux gros industriels du secteur de l’eau de bénéficier de ressources importantes pour historiser l’ensemble de leurs données process. À l’inverse, les petites stations de traitement des eaux, ne bénéficiant pas souvent de base de données locale, pourront se connecter rapidement à cette base de données centralisée hébergée dans le …
Cloud.
Un moyen innovant pour les exploitants de mieux tracer l’ensemble des événements process de l’ensemble de leurs installations, locales ou distantes. L’offre Historian dans le Cloud proposée par Wonderware, baptisée Historian Online Edition, propose également une solution de reporting sur mobile et tablette appelée SmartGlance. Chez Siemens, les nouvelles options Simatic Process Historian et Simatic Information Server pour Simatic WinCC V7.2 offrent à l’utilisateur un système d’archivage à long terme des données de process ainsi que des outils de reporting et d’analyse performants sur base web. Ainsi, ces deux options fournissent des analyses et des rapports à l’échelle des sites de production, permettant d’optimiser l’ensemble du processus de production.
Autre tendance prise en compte chez Codra, certains protocoles de type OPC, BACnet ou SNMP qui simplifient les interactions entre les équipements et la supervision. « Nous intégrons notamment BACnet, un standard émergent, de façon native dans Panorama E² pour en exploiter tous les avantages, explique Cyril Rolland, Marketing & Communication Manager chez Codra. Les principes Objet de Panorama E² poussent l’exploitant à créer des composants et à assembler des fonctionnalités. Ces composants peuvent être réutilisés dans d’autres applications, réduisant la complexité, facilitant la maintenance, permettant la répercussion des améliorations et des évolutions dans les précédentes applications ».
Autre évolution des superviseurs, ils proposent désormais, de façon intégrée ou en briques logicielles, des outils de traitement de données ou bien des applications associées à d’autres métiers. La suite Panorama de Codra, par exemple, offre classiquement de nombreuses fonctionnalités.
Supervision : l’offre de Schneider Electric change d’échelle
Dans le monde de la supervision, Schneider Electric disposait jusqu’à présent de plusieurs typologies d’outils dont les fameux DCS ou SNCC avec, notamment, la solution INVENSYS Foxboro. « Dans le domaine de l’eau, les grandes unités de traitement d’eaux usées sont souvent équipées de systèmes DCS, précise Fabrice Renault, Directeur Commercial clientèle Assainissement & Eau Potable chez Schneider Electric. C’est le cas de l’usine du SIAAP à Achères, plus grosse usine d’Europe et seconde dans le monde. Mais on les trouve également sur les gros projets de dessalement d’eau de mer à l’international. En France, ces outils ne concernent potentiellement qu’environ 20 installations au maximum ».
« Avec l’acquisition du groupe britannique Invensys qui englobe tout à la fois les solutions Wonderware et les solutions Foxboro, l’offre de Schneider Electric en matière de supervision a changé d’échelle grâce à une palette d’outils capables de s’adapter aux usines de production d’eau potable comme aux stations d’épuration ou aux réseaux de toutes tailles.
À côté des SNCC coexiste désormais un deuxième système, dit hybride, qui se caractérise par le fait que la supervision est intégrée aux couches automates. « Ce n’est pas un DCS au sens propre du terme, souligne Fabrice Renault, c’est plutôt un DCS software au sein duquel coexistent un superviseur et des automates ». PES (Process Expert System), qui a fait l’objet d’un lancement mondial il y a 18 mois, se range dans cette catégorie. L’outil se compose d’une couche superviseur et d’une couche automates, liées de manière native par une base de données unique et transparente pour le concepteur comme pour l’utilisateur. La base matérielle de la solution repose sur la nouvelle gamme d’automatismes M340 et M580 et l’actuelle Premium, Quantum de Schneider Electric. « Cet outil se caractérise par une ergonomie de programmation et une prise en main facilitée de manière à pouvoir être déployé rapidement, à contrario d’autres systèmes qui se caractérisent par une lourdeur de programmation et des coûts de développement élevés » souligne Fabrice Renault. Une cinquantaine de projets sont en cours de déploiement en France comme à l’international, notamment sur des stations d’épuration dont la capacité oscille entre 50 000 et 200 000 EH. Nativement, PES est construit pour travailler en filaire avec un temps de cycle et un temps de réponse ultrarapide mais il a la capacité de faire de la télégestion.
Les solutions Vijeo Citect qui équipent la step de Lille-les-Marquette ou encore la production et la distribution d’eau potable de la ville de Niort et les solutions Wonderware peuvent également faire du distant. Tout comme ClearSCADA, nativement dédié au contrôle à distance des équipements. « Sa force, c’est d’intégrer tous les protocoles de cybersécurité pour éviter les cyberattaques » souligne Fabrice Renault. Toutes ces briques logicielles sont en passe de s’unifier les unes avec les autres par le haut dans la mesure où elles sont nativement capables de s’interconnecter. « Il devient ainsi possible de chapeauter tous ces superviseurs – DCS, hybrides, sites industriels locaux et sites distants – par un hyperviseur en couche supérieure qui s’interconnecte nativement avec tous les superviseurs de couche inférieure », souligne Fabrice Renault. Cet hyperviseur Archestra (ou Wonderware System Platform) sera connecté nativement aux différentes briques qu’il chapeaute et non par programmation successive. Capable de regrouper et fédérer plusieurs outils de supervision, il permet de concevoir un système global qui connecte tous les systèmes d’information dédiés métiers pour constituer une plateforme unique qui va pouvoir communiquer avec d’autres briques du système d’information, par exemple vers l’Asset Management, la facturation ou le centre de pilotage de l’efficacité énergétique.
De nombreux éditeurs, comme Rockwell Automation, Wonderware, ARC Informatique, Elutions ou Aréal, proposent aujourd’hui des solutions mobiles permettant aux opérateurs de consulter et piloter à distance l'installation à partir d'un smartphone ou d'une tablette.
À l'état natif ou en option, comme l’envoi d'alertes, la gestion des astreintes, la gestion de bilan, l'archivage, etc. Mais elle permet également de gérer avec le même outil les métiers qui gravitent autour de la gestion de l'eau, comme la gestion de la production d’énergie par méthanisation, la gestion technique des bâtiments ou le contrôle d’accès sur sites. « L’avantage de disposer de tous ces outils sur la même plateforme est que l'on élimine ainsi tout problème de compatibilité au moment de la mise en place mais également dans le futur car leur évolution est parallèle, explique Cyril Rolland de Codra. Autre avantage : l'exploitant n’a pas toujours conscience, au départ, de ses futurs besoins, ce qui peut coûter cher lorsqu’il faut ajouter des fonctionnalités par la suite. Avec Panorama, elles peuvent être ajoutées sans problème en conservant le même outil ». La version 6 de Panorama E*, qui doit arriver sur le marché d'ici la fin de l'année, offrira notamment la possibilité de s'interfacer avec les outils de géolocalisation, appréciés par les exploitants qui gèrent des installations très distribuées, et un nouvel outil de tracé de courbes. Ce dernier permet de visualiser les informations dans différents modes, par exemple dans un gabarit formé par des limites basses et hautes prédéfinies.
Autre tendance, signalée par Fabrice Renault, Directeur Commercial clientèle Assainissement & Eau Potable chez Schneider Electric, le nombre croissant d’outils d'aide à la décision qui viennent s’intégrer aux outils de supervision. C’est par exemple le cas des outils de modélisation hydraulique. « Entre deux points de mesure, on ne dispose pas forcément de toutes les données nécessaires pour gérer correctement un réseau de grande taille, explique Fabrice Renault. Dans ce cas, la modélisation peut permettre d’apporter, par extrapolation, une connaissance très précise de tout ce qui se passe entre deux points de mesure. Alors qu’auparavant les outils de simulations étaient séparés de la supervision, aujourd’hui, ils se rapprochent et se croisent dans le cadre d’un affichage commun. L’outil de supervision capte la donnée mesurée et affiche également la donnée modélisée. Cela permet par exemple de mieux appréhender le fonctionnement d’un réseau de grande taille ». Depuis juin 2014, l’outil de modélisation Aquis est intégré de manière native au logiciel de supervision ClearScada de Schneider Electric.
Petites ou grandes exploitations : les applications convergent
Panorama est capable de gérer de grosses exploitations, par exemple une exploitation de production d’énergie qui compte un million cinq cent mille variables sur des dizaines ou des centaines de sites distribués. Mais l’outil est tout aussi indiqué pour de petites unités locales permettant ainsi à l'exploitant de conserver un seul et même outil sur l'ensemble de ses sites. Veolia, par exemple, utilise Panorama aussi bien sur ses petites unités que pour l’hypervision centralisée de plusieurs centaines d'installations. « Dans Topkapi, les fonctionnalités de traitement des données ou d’indicateurs de performances énergétiques, par exemple, sont totalement intégrées à l'environnement, ce qui réduit et simplifie le paramétrage, précise Arnault Judes chez Areal. C'est bien adapté aux petites installations car la mise en œuvre peut être réalisée par des fontainiers ou des électromécaniciens sans développement informatique particulier. Ils peuvent également faire évoluer eux-mêmes leur outil pour d'autres usages que ceux prévus au départ, comme la gestion technique des bâtiments ou l’accueil des gens du voyage ».
De plus, Aréal propose des abonnements aux exploitants, leur permettant d'accéder à leur application via une redevance fixe.
Obtenir une vision complète et en temps réel de l’ensemble du service de l’eau et de l’assainissement
Lyonnaise des Eaux vient d’inaugurer à Rillieux-la-Pape (69) Visio, son premier centre de pilotage 360° du service de l’eau. Visio regroupe l’ensemble des équipes, outils et technologies permettant de piloter en temps réel les services d’eau et d’assainissement de 12 départements desservis par Lyonnaise des Eaux Rhône-Alpes Auvergne, soit 763 collectivités parmi lesquelles Saint-Étienne. D’ici fin 2015, Visio sera déployé sur l’ensemble du territoire, au sein de chacune des 15 entreprises régionales de Lyonnaise des Eaux.
L’urbanisation croissante, la raréfaction de la ressource en eau et l’évolution de la réglementation amènent les collectivités à s’engager dans une politique de gestion durable de l’eau. Visio a pour objectif de les accompagner dans cette démarche. Les centres Visio regroupent l’ensemble des équipes, savoir-faire et technologies permettant de suivre en temps réel le service de l’eau et ainsi de garantir une réactivité accrue dans la planification des interventions sur le terrain, une meilleure performance, y compris énergétique, des installations et des réseaux, une meilleure connaissance et maîtrise de la ressource et un plus grand partage de l’information et des données avec les parties prenantes. L’expertise accumulée dans le domaine de la télérelève et du Smart Water, via sa filiale Ondeo Systems, permet à Lyonnaise des Eaux de proposer aux collectivités, avec les centres Visio, des technologies innovantes qui permettent de collecter l’ensemble des données du service de l’eau en temps réel, puis de les analyser pour piloter le service, optimiser sa performance et anticiper l’évolution de ses conditions d’exploitation.
Les centres Visio intègrent ainsi l’innovation Aquadvanced® lancée par Suez Environnement en juin dernier. Cette solution optimise la performance des réseaux d’eau potable par le suivi de mesures en temps réel : le débit, la pression et la qualité de l’eau. Les réseaux d’assainissement font également l’objet d’une gestion plus « intelligente » grâce à la technologie Influx®. Cet outil d’anticipation et de gestion des eaux pluviales, alimenté par des données météorologiques et des mesures de débits en temps réel, permet d’anticiper et de traiter les épisodes pluvieux sévères. Cette gestion « intelligente » des réseaux d’assainissement permet de prévenir leur saturation et ainsi de maîtriser les débordements dans les milieux naturels et les inondations. L’ensemble des données collectées par ces différentes solutions sont restituées en temps réel aux équipes du centre Visio, qui peuvent ainsi surveiller l’exploitation minute par minute, anticiper l’impact des événements externes (épisodes orageux, pollutions, etc.) sur celle-ci, gérer et analyser les alarmes techniques et assurer le lien avec les interventions planifiées.
Les données du service de l’eau collectées par les centres Visio pourront être accessibles aux collectivités par le biais d’extranets dédiés, mais aussi directement par l’ouverture des centres aux élus et à leurs services techniques. Ce partage des données permet aux collectivités d’optimiser leur rôle d’autorité organisatrice. Elles sont ainsi informées en temps réel des interventions en cours ou programmées et des données relatives au fonctionnement des installations. Elles peuvent, grâce à ces données, fournir une information fiable à leurs habitants, mais également disposer de tous les éléments nécessaires pour décider en connaissance de cause des investissements à réaliser sur leur patrimoine.
Les coûts énergétiques ont nettement augmenté ces 30 dernières années. De plus, la géographie du lac, situé en terrain montagneux, est particulièrement difficile pour la gestion de l’eau. La modernisation du SCADA constituait l'occasion de tirer parti des avancées technologiques, de réévaluer les concepts de gestion de l'eau et d'introduire celui de la gestion des profils énergétiques.
L’étape la plus consommatrice d’énergie est celle du pompage. La gestion des profils énergétiques implique d’analyser la consommation quotidienne en la comparant avec les niveaux du lac pour obtenir une projection du stockage requis. Les pompes sont gérées de façon à ce que les réservoirs soient remplis la nuit, quand l'électricité coûte moins cher.
Le SCADA collecte d’autres données importantes, comme la mesure en continu de la pression, du niveau, des débits et des relevés volumétriques. À l’avenir, des optimisations supplémentaires des coûts énergétiques seront possibles.
Les télécommunications ont fait l'objet d'une évaluation pendant les premières phases du projet. Il a été décidé de passer à un réseau Ethernet. Les lignes de téléphonie fixe existantes connectent les automates et l'hôte SCADA. La technologie HDSL fournit le réseau Ethernet via le système de téléphonie. Le réseau Ethernet comporte de nombreux avantages par rapport à une architecture de bus de terrain, notamment un potentiel de futures sources de revenus. Ainsi, d’autres sites du lac de Côme pourront louer de la bande passante pour leurs protocoles industriels et d’autres applications telles que la surveillance ou la téléphonie. Par ailleurs, le projet a été conçu pour que les télécommunications ne dépendent pas des fournisseurs d’automates et de SCADA.
Deux aspects vitaux de la fiabilité des communications ont été pris en compte : la sécurité et la disponibilité du réseau. Des pare-feu et VPN garantissent le déploiement d'une stratégie appropriée, autorisant uniquement l’accès aux utilisateurs connus du système. En outre, des modems cellulaires sont connectés à chaque automate. Ainsi, en cas de panne du réseau de téléphonie fixe, les opérateurs peuvent atteindre l'automate directement via des équipements mobiles.
Une architecture client-serveur a été retenue pour le SCADA. La conception simplifiée repose sur du matériel grand public avec une architecture modulaire ouverte pour la maintenance. PcVue d'ARC Informatique a été retenu pour sa polyvalence et sa facilité de maintenance. Les graphiques fournissent un affichage clair grâce à des symboles modernes pour la visualisation et l’animation. Utilisant une structure en arborescence, les variables (balises) de PcVue limitent le nombre d’écrans à développer. Le déploiement de stations clientes s’effectue en grande partie de manière automatique. Les clients sont activés de manière simple, en partageant le fichier du projet. Les modifications à apporter au projet peuvent être effectuées sur le serveur, puis copiées sur les clients.
Le système inclut un millier d’alarmes, réparties en différents niveaux de priorité. Toutes les alarmes sont stockées et disponibles sous forme de texte et avec des animations graphiques. Lors du déclenchement d'une alarme, le SCADA utilise une logique contextuelle pour déterminer les mesures à appliquer. Pour les alarmes à priorité élevée, des SMS sont envoyés à l’opérateur pour que celui-ci se connecte au réseau et prenne connaissance de l’alarme. Si l'opérateur ne répond pas dans un délai prédéfini, le système renvoie un SMS jusqu’à ce que l’alarme ait été consultée.
Il a été constaté que les économies d'énergie se situent entre 70 % et 80 %, tout en économisant de 10 000 à 12 000 € d’électricité par an. « C’est une réussite en termes économique, comme en termes d’efficacité et de qualité de service, conclut Samuel Rochas. Comme nous gérons également l’assainissement, nous projetons d’intégrer également ce versant de notre activité dans notre superviseur ».
Parallèlement, et de façon complémentaire à l’intégration d’un nombre toujours plus important d’outils et de fonctionnalités, s’exprime le besoin croissant d’ouvrir la supervision sur les systèmes d’information pour inclure par exemple un SIG ou une application de gestion de patrimoine, ou bien encore des progiciels d’analyse de données sophistiqués pour faire du reporting ou des consolidations de bilan. « Une solution consiste à utiliser les bases de données qui permettent de partager les données avec des outils tiers, souligne Arnault Judes, Aréal. Notre objectif est de fournir des connecteurs informatiques les plus ouverts en les standardisant le plus possible pour limiter les adaptations à réaliser par le client ». Aréal fournit aujourd’hui des connecteurs qui permettent d’alimenter les bases de données Oracle des DSI des grosses collectivités ou bien des connecteurs adaptés aux données de la supervision à travers des web services notamment. La dernière version de Topkapi intègre également une nouvelle fonctionnalité permettant de transposer automatiquement les données d’archivage de l’ancien format propre à Topkapi dans une base de données qui les rendra disponibles pour des applications tierces.
Le constat est partagé par Jérôme Poncharal chez Rockwell Automation. « Au-delà de la couche de supervision traditionnelle, toujours présente, nous observons de plus en plus souvent une tendance à interconnecter les procédés entre eux puis avec des réseaux de type intranet multi-sites qui permettent à d’autres catégories d’agents comme des responsables d’unités ou de production de bénéficier d’informations de nature différente que celles affichées sur un simple superviseur ». Certains des outils développés par Rockwell Automation, comme Factory Vantage Point, sont conçus pour satisfaire ce type de besoins. « Tout ce qui était auparavant consolidé à la main est désormais réalisé de façon dynamique à partir de plusieurs bases de données : celle du système de supervision Factory Talk View, voire directement depuis des automates du contrôle-commande en agrégeant tout cela avec des informations issues de bases de données externes », explique Jérôme Poncharal. « La sphère de la supervision, qui ne concerne en principe que la conduite d’installations, a tendance à s'élargir du fait de la forte croissance des besoins en matière d’informations ».
Une supervision dans la poche !
De nombreux éditeurs, comme Rockwell Automation, Wonderware, ARC Informatique, Elutions, Schneider Electric, Siemens ou Aréal, proposent aujourd’hui des solutions mobiles permettant aux opérateurs de consulter et piloter à distance l’installation à partir d’un smartphone ou d'une tablette.
InTouch et Wonderware System Platform
HydroVisio: cartographie et monitoring en temps réel
nData est spécialisé depuis plusieurs années dans le développement d'outils d'aide à la décision, à l'asservissement et la conception de solutions sur-mesure. « Pour nous, la compréhension des effets de causes/conséquences initiés par des systèmes, des automates et plus largement de l'impact de nos modes de vie sur l'environnement, passe par des schémas et des rendus cartographiques simples et explicites, permettant d’obtenir une vision globale de l'état d'un processus, d’un ensemble d'installation ou d'un bassin-versant par exemple », explique Olivier Rouchut, cogérant. « Pour atteindre cet objectif nous utilisons des interfaces de supervision vers lesquelles nous transmettons les données. Ces interfaces sont soit déjà utilisées par nos clients, soit l'interface sécurisée nData : HydroVisio. »
La base de la construction logicielle est simple : chaque mesure est localisée dans le temps et dans l'espace, ce qui permet de limiter les corrélations selon ces deux facteurs et de tracer un événement. « Nous avons ensuite combiné cette localisation très efficace avec un développement centralisant l'ensemble des données de mesurages et de paramétrages des capteurs et actionneurs, utilisant le meilleur du Web 2.0, c'est-à-dire que l'interface permet à nos clients les moins expérimentés de s'approprier très rapidement les fonctionnalités que nous leur proposons et à tous de contribuer à leur développement », poursuit Olivier Rouchut. « C'est un enjeu majeur pour nous, car l'interface de demain sera communautaire de même que l'ensemble des grandeurs mesurées, qui seront partagées dans le sens de la compréhension globale des milieux et de leurs problématiques. Pour certains de nos clients, nous transformons déjà la mesure réglementaire en base de travail communautaire, ils y gagnent en potentiel de diagnostic, permettant par exemple de faire intervenir très facilement un prestataire spécifique que nous les aidons à identifier pour résoudre un problème complexe ou en dehors de leur champ de compétences et ce n’est qu'un début... »
2014 traduisent bien ces évolutions. « Le rôle des opérateurs évolue dans l'usine, les profils d’utilisateurs de nos outils sont différents de ceux que nous connaissions jusqu'alors et enfin le type de support est en pleine évolution », explique Grégory Guiheneuf, directeur marketing de Factory Systemes et Wonderware France. Les versions 2014, conçues pour répondre à ces évolutions, sont dopées en nouvelles fonctionnalités, tant pour les développeurs afin de leur permettre d’accélérer la mise en production de leurs applications que pour les opérateurs. Parmi les nouveautés, une librairie graphique permettant d’accroître l'efficacité des opérateurs dans leurs tâches quotidiennes. « Jusqu’alors nous n'avions, comme tous les superviseurs du marché, qu'une seule librairie graphique répondant aussi bien aux besoins de la supervision au pied de la machine que des systèmes de supervision multi-ateliers ou multi-sites. Nous proposons désormais une nouvelle approche de la supervision qui vient compléter les fonctionnalités actuelles et qui offre aux utilisateurs de nouvelles interfaces graphiques, plus synthétiques et plus efficaces. La clé de cette librairie, mais aussi du concept qui l'accompagne, est la mise en contexte des données présentées à l'opérateur », souligne Grégory Guiheneuf.
Factory Systemes propose également une solution innovante destinée à apporter davantage de sécurité dans l’usage de la mobilité. En effet, ACP Relevance permet de donner un accès sécurisé aux applications de l’entreprise, maintenance, supervision, console de programmation automates en s'appuyant sur la géolocalisation de l’utilisateur. Ainsi, grâce à cette fonctionnalité, les opérateurs et techniciens sur le terrain n’accèdent qu’aux informations dont ils ont besoin, en fonction de leur position. Ce système fonctionne grâce au GPS intégré dans les tablettes ou encore par des détecteurs de proximité en Bluetooth ou NFC positionnés sur les équipements de production.
InTouch Access Anywhere, disponible depuis le début de l'année, permet depuis n'importe quel navigateur Web, sur PC, tablette ou mobile, d’accéder à une application InTouch 2012 R2 (version minimum requise). Aucun redéveloppement n’est nécessaire ni même aucune conversion d’application. « C'est un point essentiel, souligne Grégory Guiheneuf. Nous ne souhaitions pas proposer au marché un système équivalent à ceux déjà existants. Nous avons donc ici une solution qui ne nécessite aucun redéveloppement et qui permet depuis un navigateur Web supportant la technologie HTML5 d'accéder de manière sécurisée à InTouch – avec la même ergonomie et des performances équivalentes que celles d’un PC en salle de contrôle. »
WebVue d’ARC Informatique repose par exemple sur un simple navigateur et permet de visualiser et de contrôler à distance le procédé au travers d’un réseau Internet/Intranet.
Les modes de connexion existants sont soit la propriété des éditeurs de logiciels de supervision, soit banalisés sur des environnements compatibles Microsoft, soit accessibles par le Web. « Les premières solutions ont le vent en poupe parce que plus simples à développer et moins coûteuses, estime Arnault Judes, mais nous souhaitons pérenniser nos solutions web car elles offrent un accès simple, ne demandent aucun paramétrage ni configuration, et sont multiplateformes (PC, tablettes, Smartphone) puisqu'un simple navigateur suffit. »
Degrémont, qui explore la piste des interfaces tactiles depuis plus de 20 ans, propose une solution originale sur Smartphones et tablettes (Android) fonctionnant en client léger (client web ou client terminal service) ne nécessitant donc pas d'installation de logiciel. « En associant la puissance actuelle d’un Smartphone et les possibilités d’une tablette, les applications grand public devançaient les applications industrielles, explique Guy Gaudy, ingénieur informatique industrielle chez Degrémont. Il nous a semblé intéressant de s’appuyer sur ces technologies pour aider les traiteurs d'eau à accéder à distance aux options de commande et de réglage car, dans ce domaine, les sites sont vastes et il faut s’y déplacer souvent pour des interventions locales ». L'application OperINSTANT®, sortie il y a moins d'un an, permet aux opérateurs de piloter l'installation depuis une tablette qui affiche directement les synoptiques de la supervision, ou d’un Smartphone qui bénéficie d'une ergonomie adaptée à la taille de l’écran et autorise l’opérateur à afficher en temps réel les panneaux de commande des appareils et d’y effectuer les mêmes réglages qu’à partir de la supervision. Le système fonctionne par transmission radio, ce qui suppose de mettre en place un réseau wifi privé, dédié à la supervision.
Pour éviter les erreurs associées à l’introduction d’un code tapé à la main, il est possible d’installer un identifiant au pied de chaque machine, un QR code, qu'il suffit de scanner avec son Smartphone ou sa tablette pour afficher directement le panneau de commande correspondant. En complément, Degrémont a développé une autre application, OperFLASH™, qui permet, grâce aux QR codes, d’accéder à bien d'autres services, comme la gestion de la maintenance, la consultation de manuels opérateurs ou des consignes de sécurité.
« L'ergonomie est une réelle valeur ajoutée à l'outil de supervision, insiste Guy Gaudy. Nous avons travaillé pour que l’application bénéficie d’une interface agréable et intuitive, privilégiant des symboles connus des opérateurs, empruntés à la signalisation routière. Autre exemple, comme plusieurs agents peuvent accéder simultanément à une machine, nous avons mis en place un dispositif qui permet à un opérateur de se réserver l'exclusivité des commandes et des réglages sur un équipement le temps de son intervention, et ce de façon identifiable pour les autres. Cela évite de se poser la question de qui travaille sur quelle machine ».
La station d’épuration d'Orléans Ile Arrault (95 000 EH), exploitée conjointement par Degrémont et Lyonnaise des Eaux, est la première à exploiter cette solution à échelle industrielle. « Cette station située en bord de Loire et en milieu urbain, a été conçue de façon compacte et entièrement couverte par un toit végétalisé, décrit Ollivier Ramus, directeur technique de la Lyonnaise des Eaux en Centre Loire. De ce fait, les équipements sont répartis dans de nombreuses salles sur trois niveaux ce qui rend impossible la communication visuelle avec un opérateur sur le terrain. Les ondes ayant du mal à se propager, c’est aussi difficile avec un talkie-walkie ».
La solution OperINSTANT™ a permis d’éliminer ce problème en offrant aux opérateurs sur le terrain la possibilité de prendre directement la main sur les équipements. L’outil a été très vite adopté par les opérateurs qui ont majoritairement privilégié la tablette car elle permet une vision globale de la supervision et offre les moyens d’analyse de la situation une fois sur place. « Le retour sur investissement se traduit essentiellement par un gain de temps et une simplification des interventions, notamment parce qu’il n’y a pas besoin d’assigner un agent devant la supervision en permanence ».
OperINSTANT™ est adaptable à tous les logiciels de supervision, et peut être déployé sur n’importe quelle usine. Les prix du matériel informatique ont tellement chuté que même une petite installation peut se doter aujourd'hui de quelques points d’accès wifi, d'un mobile ou d’une tablette. « Nous avons développé une version simplifiée d’OperINSTANT qui tourne sur Smartphone ou tablette à partir d'une IHM qui n’est pas un superviseur, souligne Guy Gaudy. La dichotomie s'amenuise entre grosses et petites installations ».
Des enjeux d’actualité : la gestion des alarmes et la cybersécurité
L’omniprésence des capteurs sur un nombre et une variété croissante d’équipements génère une quantité impressionnante de données. La contrepartie d’une telle masse d'informations est que l’opérateur peut être submergé par des alarmes, plusieurs centaines de signaux pouvant se présenter quasi simultanément. Ce phénomène est dû au fait que bien souvent, une alarme en déclenche une autre, et que tout n’est pas toujours paramétré de façon optimale au moment de la mise en place des logiciels de supervision. « Faute de se poser des questions très pointues sur “comment inhiber une alarme à partir de telle autre et quel niveau de priorité attribuer à tel ou tel événement”, toutes les alarmes sont remontées, analyse Guy Gaudy, ingénieur informatique industrielle chez Degrémont. Autrement dit, on lègue le problème à l’exploitant ».
Or, la multiplication des alarmes représente un danger certain dans la mesure où celles qui sont vraiment critiques sont noyées dans la masse. Ce problème a amené l'EEMUA (Engineering Equipments & Materials Users’ Association) à publier sa directive 191, reprise par la norme industrielle ISA 18.02, faisant état de recommandations sur la gestion des alarmes et établissant le nombre d’alarmes susceptibles d’être traitées par un individu de façon raisonnable : une par dizaine de minutes.
Beaucoup d'usines en sont très loin ! Aujourd’hui, le problème est clairement identifié et de nombreux éditeurs comme Wonderware, Rockwell Automation, ARC Informatique, Aréal, Codra ou Elutions incluent dans leur superviseur un logiciel permettant d’analyser les alarmes pour en faire le tri en fonction du contexte en les hiérarchisant selon leur criticité.
Mais des progrès restent à faire dans la manière de résoudre la problématique. « Je ne pense pas que ces analyses, que je qualifie de traitement a posteriori, soient la bonne solution à ce problème, estime par exemple Guy Gaudy. Nous explorons une autre approche basée sur une cartogra-
Cartographie des risques, c’est-à-dire l’identification des points à risque et ceux qui ne le sont pas, et le calcul en temps réel du niveau de risque pouvant résulter d'une combinaison d’alarmes ».
Rockwell Automation gère le problème en intégrant la gestion des alarmes au niveau des automates. « C'est l’automate lui-même et non la supervision qui a l’initiative de générer l’alarme, souligne Jérôme Poncharal. Pourquoi ? Parce qu’au niveau du contrôleur lui-même, on peut gérer plus facilement les notions de cascade d'alarmes. C'est plus logique de le faire à la source plutôt que d’établir des filtres au niveau de la supervision. Un autre avantage est de disposer d’un horodatage à la source qui permet à l’opérateur de discriminer les alarmes en déterminant leur ordre de déclenchement ».
Autre contrepartie des progrès enregistrés en matière d'informatique et de communication, les services à distance, très pratiques, qui exploitent les possibilités du Web et qui constituent autant de talons d’Achille vis-à-vis d’actions malveillantes ou plus simplement de perturbations dues à des négligences. « L’enjeu est important, souligne Jérôme Poncharal. Il s'agit de tirer parti des nouveaux outils de communication et de la multiplication de solutions interconnectées en réduisant la vulnérabilité et les risques générés à un niveau acceptable ». « Or, bien que les mentalités évoluent et que le sujet gagne en importance, les protocoles utilisés dans le secteur de l'eau ne sont pas toujours sécurisés et les logiciels utilisés ne sont pas systématiquement dotés des différents niveaux de sécurité susceptibles de prémunir les exploitations contre les cyber-attaques », remarque Fabrice Renault, Directeur Commercial clientèle Assainissement & Eau Potable chez Schneider Electric. « Notre superviseur ClearSCADA, parce qu’il était à l’origine dédié aux gros réseaux d’électricité et d’hydrocarbures, a bénéficié très tôt d'une intégration de tous les protocoles et règles de sécurité, y compris en matière d'équipements distants ».
De nombreux fabricants intègrent aujourd’hui cette dimension avec, par exemple, des contrôles d'accès sur port USB (Rockwell Automation), des outils de surveillance des réseaux (ARC Informatique) ou des fonctions de cryptage (Perax). Factory Systèmes propose également une offre de produits dédiés à la cybersécurité industrielle. Elle se compose de Firewalls Industriels permettant de limiter exclusivement la communication Ethernet à certains protocoles (comme Modbus, DNP3, OPC...), de solutions de protection des ports USB via des stations de scan de clés USB, souvent source de contamination, ou encore des solutions de Datadiode permettant de rendre physiquement un flux de communication unilatéral.
Mais la situation reste critique : « Dans le domaine de l'eau, la sécurité informatique est insuffisante, juge Guy Gaudy. Le fonctionnement immédiat a été privilégié sans que la sécurité soit suffisamment prise en compte. La connexion des équipements n’a pas été réfléchie de ce point de vue et, comme l’ouverture sur internet est de plus en plus fréquente, il ne faudrait guère plus de quelques minutes à un pirate pour pénétrer le système ». Le constat est partagé par Jérôme Poncharal chez Rockwell Automation : « Nous sommes tout à fait conscients des enjeux de la cybersécurité. Nous avons des équipes entièrement dédiées à ces problématiques et nous communiquons beaucoup sur ce thème. La balle est à mon sens plutôt dans le camp des utilisateurs qui n’ont pas tous pris la mesure des dangers qu’ils encourent. Aujourd’hui, l’approche en matière de cybersécurité est trop souvent technique : au lieu de partir d’un risque pour élaborer une solution, on part d'une solution technique pour définir le risque. C’est ce type de raisonnement qu’il faut combattre au profit d’une analyse de risques, plus globale, mieux organisée et au final plus efficace. Il faut aussi que les donneurs d’ordres intègrent dans leurs cahiers des charges ces notions de cybersécurité qui ne doivent plus être considérées comme un simple surcoût à la solution ».
Constat d’autant plus inquiétant que les usines de production d’eau potable, par exemple, sont classées parmi les installations d’importance vitale par l'Agence nationale de la sécurité des systèmes d’information.
Un superviseur, multi-OS, multiprotocoles et orienté objet
IWS, proposé par KEPFrance, fait partie de cette nouvelle génération de superviseurs orientés objet et très ouverts vers les nouvelles technologies (ActiveX, OPC, ODBC, SQL, .NET...).
Il permet de développer simplement et rapidement des écrans de visualisation personnalisés avec des fonctionnalités classiques de contrôle/commande (alarmes, boutons, voyants, courbes, rapports, recettes, tableaux...) et d'outils graphiques avancés disponibles au travers de différentes librairies (symboles, objet VB.net, ActiveX Windows...). Intuitive et conviviale, l'interface de développement basée sur la technologie « glisser-déposer » et « pointer-cliquer » permet une manipulation fluide de l'outil de développement et simplifie la création des synoptiques et la configuration des paramètres de chaque module. Ce superviseur est capable de dialoguer avec l'ensemble des matériels d’automatismes industriels (automates, entrées/sorties, balances, lecteurs codes-barres, variateurs, capteurs...) via différents réseaux (Ethernet, Série, Wifi, Bluetooth, GSM...). L'interopérabilité de cette plateforme permet d’échanger des données avec les progiciels tiers au travers de nombreux standards (OPC, DDE, SQL...) et offre une compatibilité avec un grand nombre de périphériques (serveur de données, smartphones & tablettes, clients légers, caméras, imprimantes...).
Enregistrer des ensembles de données complets et détaillés est rendu possible à tous les niveaux de l'application en vue de disposer d’une traçabilité fiable et personnalisée. Il est ainsi possible d'obtenir des alarmes, des événements, des rapports de production et relevés de courbes, sous différents formats (propriétaires, .csv, txt, bases de données de type Oracle, Access, MS SQL et MySQL) et de remonter ainsi les informations majeures de l'application vers des solutions ERP/MES tierces (temps de fonctionnement, temps d'arrêt, causes des dysfonctionnements, événements divers, bilans de production...). Doté de fonctionnalités de prise en main distantes (Client Web Léger et Client SMA), ce superviseur, multi-OS, multiprotocoles et orienté objet, peut s'adapter à de nombreux projets.
Les experts rappellent les chiffres de l'Agence nationale de la sécurité des systèmes d'information (ANSI) et qu’il n’est nullement besoin d’une attaque sophistiquée pour perturber ou mettre en défaut une supervision. « Notre philosophie consiste à isoler totalement le cerveau, c’est-à-dire le superviseur et les automates programmables, du reste de l'installation, explique Guy Gaudy, et de privilégier l'utilisation de réseaux privés virtuels (VPN), c’est-à-dire une technique de transmission cryptée, si des données doivent transiter via un réseau public ».
Le document publié par l'ANSI au début de l’année et intitulé « La cybersécurité des systèmes industriels » propose un ensemble de méthodes et de mesures pour améliorer le niveau de sécurité des systèmes industriels.
Les éditeurs tels que Codra ou Rockwell Automation travaillent déjà sur certaines exigences qui entreront bientôt dans la réglementation concernant les plateformes industrielles. « Certains de ces critères de cybersécurité feront déjà partie des nouvelles fonctionnalités de la version 6 de Panorama qui sortira à la rentrée, annonce Cyril Rolland. Il est important de maintenir son système le plus à jour possible pour bénéficier des correctifs sur les brèches de sécurité ». En parallèle au travail mené par l’ANSI sur les infrastructures critiques, un standard international traitant de la cybersécurité, l'IEC 62443, est en train de définir un cadre qui va contribuer à encadrer la mise en œuvre de la cybersécurité.
