Introduction à l'automatique

Les termes "automatisation" et "automatique" sont définis comme suit dans le Petit Larousse Illustré

Automatisation: Exécution automatique de tâches industrielles, administratives ou scientifiques, sans intervention humaine intermédiaire, depuis les plus simples, comme la régulation de la température d'un four, jusqu'aux plus complexes, comme celles qui sont assumées par un ordinateur pour la gestion d'un établissement de crédit.

Automatique: Science et technique de l'automatisation, qui étudient les méthodes scientifiques et les moyens technologiques utilisés pour la conception et la construction des systèmes automatiques.

L'histoire des systèmes automatiques commence dès l'antiquité.

On trouve en effet dès 250 avant J.C. de nombreux exemples de régulation de niveau: on peut citer l'horloge automatique à eau (ou clepsydre) du mécanicien grec Ktesybios, la lampe à huile de Philon de Byzance ou la machine à doser le vin de Héron d'Alexandrie.

Les travaux de Réaumur, Watt (et son régulateur à boules en 1785) et Jacquard (et son métier à cartes perforées vers 1800) marquent la fin d'une époque et l'avènement d'une ère nouvelle avec la théorie du bouclage, l'analyse mathématique et les applications de l'algèbre de Boole.

Cette seconde époque de l'histoire des systèmes automatiques commence dès la fin du XIXème siècle avec les travaux de Poncelet (théorie des régulateurs,1830), de Maxwell (étude analytique de la stabilité du régulateur de Watt, commencée en 1868), de Routh et son critère algébrique (1872-1877) et d'Hurwitz (1890). Le terme "automatique" apparaît pour la première fois en tant que substantif dans un "Essai sur l'automatique" de l'ingénieur espagnol Torres y Quevedo (revue de l'Académie Royale des sciences de Madrid, 1914). Cette seconde époque se termine à la fin de la seconde guerre mondiale avec les travaux de Nyquist, Bode, Black, Nichols, Hall et Evans qui posent les bases de l'analyse fréquentielle des systèmes asservis, développant ce qu'il est convenu d'appeler la théorie classique des asservissements.

La troisième époque, qui commence dès les années cinquante, est marquée par l'introduction de la représentation d'état, particulièrement bien adaptée à l'utilisation des calculateurs numériques pour l'étude et la commande de systèmes complexes et multi-variables. Elle se caractérise aussi par le développement des méthodes d'étude des systèmes non linéaires (Kockenburger, Cypkin) et des systèmes échantillonnés (Jury, Ragazzini).

Enfin, plus récemment, la prise en compte de phénomènes aléatoires et de critères d'optimisation dans la théorie des asservissements (commande optimale et filtrage de Kalman-Bucy) a ouvert la voie de l'automatique moderne.

Aujourd'hui, les systèmes automatiques font partie intégrante de notre vie. Les exemples foisonnent dans notre environnement quotidien: appareils électro-ménagers, régulateurs de température, ascenseurs, réseau téléphonique, métros, chaînes de production industrielle, etc. L'automatisation est omniprésente et nous facilite la vie.

On trouve aussi des systèmes beaucoup plus complexes et de plus en plus sophistiqués, destinés à réaliser des opérations très délicates ou ne pouvant être confiées à l'homme: robots d'exploration sous-marine, sondes spatiales, etc. La recherche s'oriente depuis quelques années vers l'interfaçage homme-machine et l'intelligence artificielle, avec le développement de la logique floue.