Automates de sécurité : quand et comment les utiliser ?
La protection des opérateurs et la conformité réglementaire imposent des exigences de sécurité de plus en plus précises dans l’industrie. Les automates de sécurité représentent une réponse technique adaptée à ces besoins, en complément ou en remplacement des systèmes de sécurité traditionnels à relais. Comprendre leur fonctionnement et leurs domaines d’application vous permet d’optimiser vos installations tout en maîtrisant vos investissements.
Les fondamentaux des automates de sécurité
Un automate de sécurité, aussi appelé API de sécurité ou contrôleur safety, est un équipement programmable dédié aux fonctions de sécurité des machines et des processus. Contrairement à un automate standard, il est certifié pour gérer des fonctions critiques selon les normes EN ISO 13849-1 ou IEC 61508, avec des niveaux de performance (PL) ou des niveaux d’intégrité de sécurité (SIL) définis.
Automate de sécurité (© schneider-electric.com)
Ces équipements intègrent une architecture matérielle redondante avec autocontrôle permanent. Les processeurs fonctionnent en parallèle et comparent leurs résultats en temps réel. Cette conception permet de détecter les défaillances internes avant qu’elles ne compromettent la fonction de sécurité. Vous bénéficiez ainsi d’une fiabilité supérieure aux circuits câblés traditionnels, avec une flexibilité accrue pour les modifications et les évolutions.
Identifier les situations qui nécessitent un automate de sécurité
L’utilisation d’un automate de sécurité devient pertinente dans plusieurs configurations industrielles. Les installations complexes avec de nombreuses fonctions de sécurité interconnectées constituent le premier cas d’usage logique. Lorsque vous gérez plus de cinq ou six circuits de sécurité différents, le câblage devient rapidement complexe et coûteux à maintenir.
Les machines modulaires ou reconfigurables profitent également de cette technologie. Si vous modifiez régulièrement votre ligne de production ou ajoutez des équipements, la programmation d’un automate de sécurité facilite grandement ces adaptations. Vous évitez les interventions lourdes de recâblage qui immobilisent votre installation.
La traçabilité et le diagnostic représentent un autre avantage concret. Les automates de sécurité enregistrent les événements, identifient précisément la source d’un arrêt d’urgence et fournissent des données exploitables pour l’analyse. Cette capacité réduit sensiblement les temps d’arrêt en facilitant l’identification des causes.
Choisir le bon niveau de sécurité pour votre application
La sélection d’un automate de sécurité repose sur l’évaluation des risques de votre installation. La norme EN ISO 13849-1 définit cinq catégories de sécurité (de B à 4) et cinq niveaux de performance (de PLa à PLe). Pour une application courante comme un arrêt d’urgence sur une machine conventionnelle, un PLd en catégorie 3 suffit généralement.*
Les applications critiques nécessitent généralement des niveaux de performance plus élevés. Cette exigence se traduit par un automate avec une architecture à deux processeurs indépendants et des sorties de sécurité redondantes. Les fabricants comme Siemens avec leur gamme S7-1200F/1500F, Schneider Electric avec les Modicon M580 Safety, ou Rockwell Automation avec les ControlLogix GuardLogix proposent des solutions certifiées pour ces niveaux.
Le dimensionnement doit également tenir compte du nombre d’entrées et de sorties de sécurité nécessaires, avec une marge d’évolution d’environ 20% pour anticiper les futures modifications. Cette anticipation vous évite un remplacement prématuré de l’équipement.
*VR AUTOMATION ne fournit aucune préconisation en matière d’analyse de risque. Nous vous recommandons de vous rapprocher de sociétés compétentes et spécialisées dans ce domaine pour réaliser cette étape essentielle.
Mettre en œuvre votre système de sécurité
L’intégration d’un automate de sécurité commence par une analyse de risque formalisée selon la norme EN ISO 12100. Cette étape identifie les situations dangereuses et définit les fonctions de sécurité requises : arrêt d’urgence, verrouillages de protection, détection de présence, limitation de vitesse ou de couple. Chaque fonction reçoit alors un niveau de performance cible.
Gagnez en flexibilité et traçabilité avec une solution safety moderne.
La programmation utilise des environnements spécifiques fournis par les fabricants. Ces logiciels, comme TIA Portal Safety pour Siemens ou Studio 5000 Logix Designer pour Rockwell, intègrent des blocs fonction certifiés et limitent les opérations possibles pour garantir la conformité. Vous construisez votre logique de sécurité avec ces bibliothèques validées, ce qui simplifie considérablement la certification finale.
Le câblage respecte des règles strictes : séparation physique des circuits de sécurité et des circuits standard, raccordement des capteurs et actionneurs avec maintien de l’intégrité du niveau de performance. Les entrées de sécurité surveillent la cohérence des signaux, tandis que les sorties commandent les contacteurs de puissance ou les vannes en mode sécurisé.
Assurer la conformité et la validation
La validation d’un système de sécurité basé sur un automate nécessite une documentation complète : dossier de conception, programmes sources commentés, résultats des tests fonctionnels et rapports de validation. Les organismes notifiés ou les bureaux d’études spécialisés vérifient que l’ensemble répond aux exigences réglementaires.
Les tests incluent la vérification de chaque fonction de sécurité dans toutes ses conditions d’utilisation, y compris les cas de défaillance. Vous devez démontrer que le système réagit correctement même en cas de court-circuit, de coupure de câble ou de défaillance d’un composant. Cette phase, bien que rigoureuse, s’avère généralement plus rapide qu’avec des systèmes câblés grâce aux outils de simulation.
Maintenir et faire évoluer votre installation
L’exploitation quotidienne d’un automate de sécurité demande peu d’interventions si la conception initiale est solide. Les diagnostics intégrés signalent les défaillances potentielles avant qu’elles ne provoquent un arrêt. Vous anticipez ainsi le remplacement d’un capteur défaillant ou d’un contacteur usé.
Les modifications de programme suivent une procédure formalisée avec gestion des versions et validation systématique. Cette rigueur, imposée par les normes, garantit que les évolutions ne dégradent pas le niveau de sécurité. Dans la pratique, vous disposez d’une traçabilité complète de l’historique de votre installation.
La formation des équipes de maintenance constitue un point d’attention. Vos techniciens doivent comprendre les principes de la sécurité fonctionnelle et maîtriser les outils de programmation. Cet investissement en compétences se rentabilise par une réactivité accrue face aux incidents et une meilleure exploitation des fonctionnalités disponibles.
Conclusion
Les automates de sécurité s’inscrivent dans une démarche d’amélioration progressive de vos installations. Ils apportent flexibilité, traçabilité et facilité de maintenance tout en garantissant le respect des normes de sécurité. Leur mise en œuvre demande une approche méthodique et des compétences spécifiques, mais elle simplifie considérablement la gestion des systèmes de sécurité complexes. En évaluant précisément vos besoins et en dimensionnant correctement votre solution, vous optimisez votre investissement tout en renforçant la protection de vos opérateurs.
