SPÉCIALITÉ AUTOMATIQUE ET INFORMATIQUE INDUSTRIELLE - AII, c'est quoi et en quoi ça consiste ?

L’ingénieur AII conçoit, commande et supervise les systèmes de production, et organise la circulation de la donnée du capteur jusqu’aux systèmes de gestion de l’entreprise. Sur un socle de génie électrique (électrotechnique, électronique, électronique de puissance, traitement du signal), il développe deux expertises complémentaires : l’Automatique, science de la commande des systèmes dynamiques, et l’Informatique industrielle, qui fournit les moyens matériels et logiciels de mesurer, calculer, communiquer et décider en temps réel.

Figure 1 – Positionnement de l’ingénieur AII dans l’architecture d’automatisation ISA-95 / IEC 62264.

Dans ce document, SAP désigne les systèmes automatisés de production (à ne pas confondre avec l’éditeur de progiciels ERP du même nom).

1. Deux familles de systèmes de production

Systèmes continus – industrie de process

Les grandeurs (température, pression, débit, niveau, concentration, vitesse) varient de façon continue et sont régulées en boucle fermée.

• Secteurs : cimenterie, chimie et valorisation des phosphates, agroalimentaire, traitement des minerais, traitement de l’eau, production d’énergie (thermique, photovoltaïque, éolienne)
• Procédés et équipements : fours, chaudières, sécheurs, évaporateurs, échangeurs thermiques, cristalliseurs, réacteurs, colonnes, réservoirs
• Chaînes de conversion d’énergie : machines électriques, variateurs de vitesse, convertisseurs et onduleurs, raccordement des centrales PV et éoliennes au réseau

Systèmes à événements discrets – industrie manufacturière

L’état du système évolue sur occurrence d’événements (présence pièce, fin de cycle, défaut) ; on les modélise par Grafcet (IEC 60848), réseaux de Petri et automates à états.

• Opérations : usinage, assemblage, soudage, convoyage, conditionnement, stockage, contrôle qualité
• Secteurs : automobile, aéronautique, ferroviaire, naval, électronique, textile, conditionnement pharmaceutique

Procédés par lots (batch). Pharmacie, chimie fine et agroalimentaire combinent les deux natures : séquences de phases discrètes et régulations continues à l’intérieur de chaque phase. Leur conduite par recettes est normalisée par l’ISA-88 / IEC 61512.

2. L’Automatique

L’automatique étudie le comportement dynamique des systèmes et conçoit les lois de commande qui garantissent stabilité, précision, rapidité et robustesse. Elle couvre :

• Modélisation, identification et simulation : modèles de connaissance et modèles boîte noire, systèmes linéaires et non linéaires, systèmes à événements discrets
• Commande : PID et ses variantes, commande par retour d’état et observateurs, commande optimale (LQ), robuste (H∞), prédictive (MPC) et non linéaire
• Conception, développement et exploitation des SAP : analyse fonctionnelle, cahier des charges, programmation, mise en service et réception (FAT/SAT)
• Gestion de projet d’automatisation : planification, chiffrage, coordination avec les intégrateurs et la maintenance
• Surveillance, diagnostic et supervision : détection et localisation de défauts, conduite des procédés, aide à la décision des opérateurs
• Mesure de performance et pilotage : indicateurs de production (TRS/OEE, ISO 22400), pilotage et optimisation des flux
• Sûreté de fonctionnement et maintenance : fiabilité, disponibilité, sécurité fonctionnelle (IEC 61508, IEC 61511, IEC 62061), maintenance conditionnelle et prédictive (estimation de la durée de vie résiduelle, RUL)
• Robotique industrielle : modélisation géométrique et cinématique, programmation de cellules robotisées, cobotique

3. L’Informatique industrielle

L’informatique industrielle fournit les moyens de recueillir, traiter, transmettre et exploiter en temps réel les mesures et les données de production. Elle couvre :

• Instrumentation et acquisition : capteurs et transmetteurs, conditionnement et numérisation du signal, étalonnage
• Automates programmables et contrôle-commande : langages IEC 61131-3 (LD, FBD, ST, SFC), architectures distribuées IEC 61499, systèmes de contrôle distribués (DCS)
• Systèmes embarqués et temps réel : microcontrôleurs, exécutifs temps réel, contraintes de déterminisme
• IHM et SCADA : conception d’interfaces opérateur, gestion des alarmes (ISA-18.2), historisation et traçabilité
• Réseaux industriels : bus de terrain (PROFIBUS, AS-i, IO-Link, HART, CAN), Ethernet industriel (PROFINET, EtherNet/IP, EtherCAT, Modbus TCP), réseaux sans fil (Wi-Fi, 5G, LoRaWAN, WirelessHART)
• Interopérabilité et intégration verticale : OPC UA (IEC 62541), MQTT, échanges MES/ERP selon ISA-95 (B2MML)
• IIoT, edge et cloud : collecte et stockage des données, bases de données, tableaux de bord, IA appliquée
• Cybersécurité des systèmes industriels : segmentation en zones et conduits, DMZ industrielle, niveaux de sécurité (série IEC 62443)

4. L’architecture d’automatisation ISA-95

Le modèle ISA-95 (IEC 62264), hérité de la pyramide CIM, structure les fonctions de l’entreprise industrielle en cinq niveaux. Les consignes descendent ; les mesures, états et indicateurs remontent. L’ingénieur AII intervient à tous les niveaux, avec une expertise centrale sur les niveaux 0 à 3.

Ordres de grandeur des horizons temporels d’après le Learning Hub UMH [1] ; la frontière IT/OT se situe usuellement entre les niveaux 2 et 3.

5. Vers l’Industrie 4.0

L’Industrie 4.0 ne remplace pas l’automatique : elle connecte les systèmes automatisés et exploite leurs données. La pyramide évolue vers des architectures en réseau où chaque équipement publie ses données de façon standardisée.

• IIoT, edge et cloud : capteurs communicants, traitement au plus près des machines, plateformes de données
• Intelligence artificielle appliquée : maintenance prédictive (RUL, réseaux LSTM), contrôle qualité par vision, optimisation de la planification
• Jumeau numérique : représentation synchronisée d’un équipement ou d’une ligne pour la simulation et l’optimisation (cadre ISO 23247)
• Architecture de référence : RAMI 4.0 (IEC PAS 63088), qui croise niveaux hiérarchiques, couches fonctionnelles et cycle de vie
• Cybersécurité OT : indispensable dès que l’atelier est relié au système d’information et au cloud

6. Métiers et secteurs

Métiers visés

• Ingénieur automaticien, contrôle-commande ou régulation
• Ingénieur instrumentation et mesure
• Ingénieur intégration SCADA / MES, ingénieur digitalisation industrielle et IIoT
• Ingénieur systèmes embarqués et temps réel
• Ingénieur méthodes, maintenance et fiabilité
• Chef de projet automatisation ou robotique
• Ingénieur cybersécurité des systèmes industriels (OT)
• Ingénieur R&D, ingénieur d’affaires chez un constructeur ou un intégrateur

Secteurs porteurs au Maroc et en Afrique

Les secteurs prioritaires identifiés par les politiques industrielles et de formation marocaines recrutent directement ces profils :

• Automobile : premier producteur de véhicules du continent africain, autour des usines Renault (Melloussa) et Stellantis (Kénitra) et de leurs équipementiers
• Aéronautique : plus de 142 entreprises et environ 20 000 emplois selon le GIMAS
• Énergies renouvelables : complexes Noor Ouarzazate et Noor Midelt, objectif de plus de 52 % de renouvelables dans le mix électrique en 2030
• Ferroviaire : Plan Rail Maroc 2040
• Industries de process : phosphates et chimie, cimenterie, agroalimentaire, eau et assainissement
• Ingénierie et services : intégrateurs, bureaux d’études, constructeurs d’automatismes, sociétés de conseil en transformation numérique

7. Outils et environnements

8. Normes de référence

Pour aller plus loin

Les cours d’Automatique et d’Informatique industrielle sont disponibles en version allégée sur lissaneelhaq.net/enseignement. Les formations complètes (vidéos, travaux pratiques corrigés, projets) sont proposées sur les plateformes en ligne.

Références

1. UMH, « Automation pyramid », Learning Hub – https://learn.umh.app/know/operational-technology/automation-pyramid
2. CODRA, « MES software and ISA-95: what the CIM pyramid really imposes on industrial architecture », 2026 – https://codra.net/en/news/2026/07/mes-software-and-isa-95-what-the-cim-pyramid-really-imposes-on-industrial-architecture/
3. IEC, IEC PAS 63088:2017 – Smart manufacturing – RAMI 4.0 – https://webstore.iec.ch/publication/30082
4. ISO, ISO 23247 – Digital twin framework for manufacturing – https://www.iso.org/standard/87425.html
5. OPC Foundation, « Interoperability of the new generation » – https://opcfoundation.org/?p=2593
6. Schneider Electric, « La norme IEC 61499 est-elle le chaînon manquant pour l’industrie 4.0 ? », 2020 – https://blog.se.com/fr/industrie/2020/05/25/la-norme-iec-61499-est-elle-le-chainon-manquant-pour-lindustrie-4-0
7. Trout Software, « IEC 62443 zones and conduits explained » – https://www.trout.software/blog/iec-62443-zones-and-conduits-explained
8. TelQuel, « Secteurs industriels : comment le Maroc prépare les compétences de demain », 20/09/2024 – https://telquel.ma/2024/09/20/secteurs-industriels-comment-le-maroc-prepare-les-competences-de-demain_1894809