Les anciens systèmes de contrôle créent des problèmes de plus en plus importants chaque jour, car les fabricants cessent de les soutenir et les pièces de rechange deviennent plus difficiles à trouver. Selon une étude récente du groupe ARC Advisory en 2023, près des deux tiers des entreprises manufacturières ont du mal à obtenir des pièces de rechange lorsque leurs équipements atteignent les 15 ans d'âge. Les composants de rénovation (retrofit) s'attaquent directement à ce problème en permettant à différents protocoles de communication de fonctionner ensemble de manière transparente, comme traduire entre les standards Modbus RTU et Ethernet/IP, tout en conservant la configuration actuelle des entrées/sorties. Si rien ne change, ces systèmes obsolètes continueront de provoquer des arrêts inattendus, créeront des risques de sécurité et ne s'intégreront tout simplement pas correctement avec les technologies d'usine intelligente d'aujourd'hui, qui dépendent fortement de la connectivité Internet.
Lorsque les équipementiers cessent de fournir un support technique, de nombreux sites industriels font appel à des prestataires externes ou tentent de développer eux-mêmes des solutions par ingénierie inverse. Selon une étude du Ponemon Institute datant de 2023, cette approche ajoute généralement environ 34 % au délai moyen de réparation. Respecter les nouvelles réglementations en matière de sécurité devient beaucoup plus difficile dans ces conditions, en particulier lorsqu'il s'agit de respecter des exigences telles que celles définies dans la norme ISO 13849-1. Une alternative plus efficace consiste à moderniser les systèmes à l'aide d' PLC émulateurs associés à diverses passerelles de protocoles. Ces mises à jour permettent de maintenir la compatibilité entre les équipements de différents fabricants, sans sacrifier la compatibilité avec les anciens modèles de capteurs et d'actionneurs encore en service. De plus, elles réduisent la dépendance vis-à-vis des pièces qui ne sont plus facilement disponibles via les canaux d'approvisionnement traditionnels.
| Défi | % des sites affectés | Impact moyen sur les coûts |
|---|---|---|
| Matériel de contrôle obsolète | 68% | 1,2 M$/an |
| Logiciel ancien non supporté | 52% | 840 k$/an |
| Non-conformité aux normes de sécurité | 41% | 620 k$/an |
Ces vulnérabilités systémiques soulignent l'urgence de la rénovation. En prolongeant la durée de vie des actifs et en réduisant les coûts de maintenance, les mises à jour des composants de contrôle permettent généralement un retour sur investissement en 18 mois.
Les passerelles de protocole comblent l'écart lorsque du nouvel équipement doit communiquer avec d'anciens systèmes de contrôle. Elles traduisent en pratique des protocoles différents afin que les appareils puissent fonctionner ensemble. Par exemple, elles peuvent convertir des signaux Modbus RTU en formats TCP/IP ou Ethernet/IP que des systèmes série plus anciens sont capables de comprendre. Cela rend ainsi possible pour ces nouveaux équipements sophistiqués capteurs de communiquer réellement avec des automates programmables (PLC) âgés de 20 ou 30 ans. Ces convertisseurs de protocoles agissent un peu comme des interprètes au milieu d'une conversation. Des entreprises indiquent économiser environ 40 % sur les coûts de rénovation, plutôt que de remplacer entièrement les systèmes depuis zéro. De plus, toute cette infrastructure existante reste en place au lieu d'être jetée.
La préservation des points d'entrée/sortie analogiques et numériques pendant les mises à niveau empêche les perturbations opérationnelles. Des blocs de bornes modulaires et des modules E/S universels permettent aux techniciens de :
D'aujourd'hui composants de contrôle permettre à différents systèmes de fonctionner ensemble grâce à des interfaces standard telles que les protocoles OPC UA et MQTT. Ces dispositifs de passerelle edge récupèrent les données au format particulier des anciennes machines et les traduisent en un format compréhensible par tous, permettant ainsi aux équipements industriels anciens de communiquer en temps réel avec les nouveaux systèmes SCADA. Selon des recherches publiées par le groupe ARC Advisory l'année dernière, les installations ayant mis en œuvre ces technologies ont vu leurs coûts d'intégration diminuer d'environ 32 %. Parallèlement, elles ont maintenu un taux d'accès aux données quasi parfait, de 99,5 %, dans des environnements à systèmes mixtes. Une telle performance fait toute la différence lorsqu'on cherche à maintenir les opérations en cours sans subir de temps d'arrêt constants liés aux mises à niveau.
Les composants de contrôle compatibles avec l'IoT transforment les signaux analogiques des anciennes machines en flux de données numériques, permettant une surveillance en temps réel via des tableaux de bord cloud, sans modifier la logique de contrôle originale. Une étude de cas de 2024 a montré qu'une usine de poinçonnage métallique a réduit de 58 % les temps d'arrêt imprévus après avoir équipé des presses analogiques de contrôleurs à calcul en périphérie.
La mise à niveau des machines anciennes commence par le remplacement des relais mécaniques par des alternatives à l'état solide et par l'installation de capteurs intelligents sur les systèmes hydrauliques et pneumatiques. Les opérateurs constatent un gain d'efficacité de 15 à 20 % en ajoutant des composants de surveillance d'état à des équipements initialement installés dans les années 1960, tels que des pompes à vide et des compresseurs.
Le marché de la rétrofit IoT industrielle connaît une croissance annuelle composée de 42 %, porté par la demande de composants de contrôle permettant la transformation numérique sans avoir à jeter des actifs encore fonctionnels. L'adoption est la plus forte (73 %) dans les industries nécessitant une exploitation continue, notamment la pharmacie et la transformation alimentaire.
Les architectures de contrôle modulaires permettent un remplacement progressif des API grâce à des châssis compatibles à la fois avec les cartes E/S anciennes et les processeurs modernes. Un fournisseur automobile de premier plan a migré un système Siemens S5 des années 1990 vers des contrôleurs S7-1500 sur une période de 18 mois, en utilisant des armoires de contrôle hybrides, limitant ainsi les arrêts de production à moins de quatre heures par phase.
La modernisation progressive allie de nouveaux composants de contrôle basés sur Ethernet à des appareils fieldbus hérités conservés, via des passerelles de protocoles. Cette approche « en double pile » réduit les risques, permettant aux usines de maintenir une capacité opérationnelle de 85 à 90 % durant les transitions de 12 à 24 mois. Les tests d'interopérabilité entre fournisseurs restent essentiels lors de l'intégration de systèmes de contrôle de générations mixtes.
Lorsque les fabricants remplacent uniquement certains composants de contrôle au lieu de refaire entièrement tout le système, ils économisent à la fois de l'argent et évitent bien des tracas. N'actualiser que ce qui en a besoin est en effet une solution logique. Par exemple, il peut s'agir de mettre à jour les processeurs des automates programmables (PLC), d'installer de nouveaux IHM (interfaces homme-machine) dans d'anciens coffrets ou encore de remplacer les équipements réseau obsolètes. Tout cela permet de prolonger la durée de fonctionnement des systèmes sans tout démonter. Le plus intéressant ? Les entreprises indiquent réaliser environ 60 % d'économies en optant pour cette approche plutôt que de remplacer intégralement les armoires électriques. Les professionnels du secteur constatent d'ailleurs cette tendance dans les rapports d'entretien depuis plusieurs années.
Le remplacement stratégique des composants électromécaniques minimise les arrêts de production. Les faisceaux de câblage préfabriqués et les borniers à connexion rapide permettent aux techniciens de remplacer des relais défectueux ou des alimentations obsolètes en moins de 30 minutes, soit 75 % plus rapidement qu'un re-câblage traditionnel. Les installations innovantes standardisent les encombrements des composants sur plusieurs générations, améliorant ainsi la compatibilité entre les composants de contrôle anciens et modernes.
Au cœur des débats se trouve le défi consistant à équilibrer le potentiel de croissance future avec les considérations financières immédiates. Remplacer l'ensemble du système présente certes des avantages, comme l'intégration de la technologie de calcul en périphérie (edge computing), mais selon des recherches récentes du secteur datant de 2024, environ huit gestionnaires d'usines sur dix optent tout de même pour des améliorations progressives lorsque le budget est serré. La rétrofit de composants individuels permet de réduire les problèmes pouvant survenir lors des transitions logicielles, bien qu'elle exige des vérifications minutieuses pour s'assurer que tout fonctionne correctement entre des équipements de générations différentes installés côte à côte dans les installations actuelles.
Des modules de contrôle interchangeables à chaud permettent le remplacement en temps réel des cartes d'entrée/sortie, des passerelles de communication et des unités d'alimentation, sans interruption du système. Un fabricant de semi-conducteurs a réduit son temps d'arrêt annuel de 420 heures en utilisant des composants modulaires dotés d'un basculement automatique, atteignant ainsi une disponibilité opérationnelle de 99,98 % pendant sa modernisation progressive des panneaux.
Le remplacement d'équipements industriels anciens par de nouvelles pièces de contrôle peut immédiatement améliorer l'efficacité. Lorsque des usines modernisent leurs systèmes, elles constatent généralement une réduction de la consommation d'énergie de 12 à 18 pour cent environ, grâce à de meilleurs contrôles moteurs et une gestion plus intelligente de l'énergie. En parallèle, l'installation de capteurs et d'automatismes permet d'accroître la production de 15 à 22 pour cent. La plupart des entreprises constatent que ces investissements deviennent rentables assez rapidement. Par exemple, un centre d'emballage ayant installé l'année dernière des relais intelligents ainsi que des variateurs de fréquence a réussi à réduire sa consommation annuelle d'électricité de 410 millions de kilowattheures, ce qui représente une économie significative sur les coûts globaux.
Les anciennes machines retrouvent une seconde jeunesse grâce aux systèmes modulaires de contrôleurs logiques programmables (PLC) et à ces modules d'entrée/sortie flexibles qui peuvent être configurés via un logiciel. Selon des données récentes du secteur datant du début de l'année 2024, environ les trois quarts des usines ayant modernisé leurs systèmes de contrôle ont vu leur temps de reconfiguration diminuer de 60 à 80 pour cent. Cela signifie qu'elles peuvent changer de ligne de production bien plus rapidement, sans avoir à démonter de composants physiques. L'industrie automobile a également largement adopté cette approche. De nombreuses usines exploitent désormais des presses en service depuis des décennies, mais capables de gérer des conceptions entièrement différentes de batteries pour véhicules électriques (EV), simplement en mettant à jour le logiciel de leurs contrôleurs logiques programmables. Fini les coûteuses mises à niveau matérielles.
Même s'il existe certains défis d'intégration, la mise à niveau de composants de contrôle spécifiques offre en réalité des retours bien meilleurs que le remplacement complet des systèmes. Des recherches récentes sur la manière dont les industries entretiennent leurs équipements indiquent que la rénovation de pièces individuelles peut entraîner un retour sur investissement allant de 300 à 400 pour cent lorsqu'on considère toutes les économies réalisées sur les coûts énergétiques, l'évitement des arrêts de production et la prolongation de la durée de vie des actifs existants. C'est probablement pourquoi environ les deux tiers des fabricants ont commencé à se concentrer sur ces mises à niveau à petite échelle plutôt que d'opter pour des refontes complètes des systèmes, même pour des installations dont l'infrastructure a déjà plus de vingt-cinq ans.
Les rénovations de machines obsolètes consistent à mettre à niveau des systèmes industriels anciens avec de nouveaux composants de contrôle sans remplacer l'équipement entier, ce qui aide à améliorer la compatibilité et l'efficacité.
Les rénovations sont essentielles car elles permettent de répondre aux défis liés à l'obsolescence, de réduire les difficultés d'entretien et d'assurer la conformité aux normes de sécurité, prolongeant ainsi la durée de vie et améliorant l'efficacité des équipements obsolètes.
Les ponts de protocole agissent comme des traducteurs entre différentes normes de communication, permettant aux nouveaux appareils de communiquer avec d'anciens systèmes de contrôle, comblant ainsi l'écart entre les différences générationnelles.
La rénovation peut entraîner des gains d'efficacité importants, une réduction de la consommation d'énergie, une disponibilité opérationnelle accrue et un meilleur retour sur investissement en prolongeant la durée d'utilisation des équipements existants.
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