I.1 Introduction

      La technologie du contrôle des systèmes est actuellement présente dans tous les systèmes modernes depuis la régulation de température dans une chambre jusqu’au pilotage automatique des avions et au contrôle des trajectoires des missiles.  La notion de contrôle des systèmes conduit souvent à des confusions compte tenu des divers termes utilisés. Parmi ces termes, les plus fréquents sont : automatisation, régulation, asservissement, commande, contrôle, système à rétroaction, contre réaction, système bouclé, système en boucle fermée, système en chaîne fermée,  etc.  Pour résorber cette confusion, on essayera de distinguer la notion d’automatisme plus générale, de celle d’asservissements qui nous concerne particulièrement dans ce cours.

I.2  Présentation

Un procédé est une opération ou une suite d'opérations accomplies dans un but déterminé, il peut être définit comme une série d’opération apportant des modifications physiques ou chimiques à un produit. La fabrication du papier, du ciment, du verre, le traitement des eaux, sont des exemples des procédés industriels.

I.3 Asservissement

Un système asservi est un système dit suiveur, c’est la consigne qui varie : exemple ; une machine à outil qui doit usiner une pièce selon un profil donné, un missile qui poursuit une cible.

I.4 Régulation : La régulation consiste à maintenir automatiquement une grandeur physique à la valeur désirée quelles que soient les perturbations qui peuvent subvenir. La régulation d’une grandeur est couramment appelée régulation de procédé.

Exemples de régulation de procédé 

• Régulation du niveau d’un réservoir ;
• Régulation de la température d’un four ;
• Régulation de la vitesse d’un moteur ;
• Régulation du débit dans une canalisation ;

 I.5 Exemples introductifs :

I.5.1. Régulation du niveau par un être humain :  

Pour réguler le niveau dans un réservoir  par un être humain, il doit :

• Observer le niveau,
• Le comparer à la valeur désirée, de raisonner, de décider des actions à entreprendre,
• Manipuler la vanne en l’ouvrant plus ou moins.

Ces opérations sont effectuées en continu, et chacune influence les autres. Par exemple, si le niveau tend à monter, la personne décide de fermer légèrement la vanne, ce qui diminue le débit et provoque une diminution du niveau.

La personne surveille le niveau du réservoir et règle le débit afin de maintenir le niveau constant peu importe les variations de pression du réseau de distribution d’eau et le débit de sortie.

Pour maintenir le niveau constant la personne  utilise trois organes :

• L’œil pour mesurer le niveau ;
• Le cerveau pour comparer et traiter ; 
• La main pour réagir ;

  Fondamentalement, la régulation du niveau consiste donc à :

Le cycle Mesurer, Comparer et Corriger  est un cycle à boucle fermée.

Le schéma de principe de la boucle de régulation  est présenté à la Figure.

I.5.2. Régulation du niveau par des appareils 

Il est possible d’utiliser des appareils pour effectuer la même tâche en réalisant ainsi les mêmes fonctions que l’homme, éliminant  ainsi les risques d’erreur. L’installation de figure réalise les mêmes fonctions que les personnes de la figure

Le schéma de la régulation devient alors :