Le Raspberry Pi a sa place dans l’automatisme industriel, mais pas n’importe laquelle. Il excelle comme passerelle de données (Modbus, OPC UA, MQTT), comme interface homme-machine, comme superviseur léger ou comme nœud de calcul en bord de ligne. Il n’est en revanche pas conçu pour piloter directement une machine dangereuse : pour la commande temps réel et la sécurité des personnes, un automate programmable certifié reste indispensable. La bonne architecture combine les deux : l’automate commande, le Pi communique, afficheet analyse.
Pourquoi le Pi séduit les automaticiens
Le succès du Raspberry Pi dans les ateliers ne tient pas qu’à son prix. Il tient à trois choses :
- Une puissance suffisante pour du traitement local : compression de données, calcul d’indicateurs, vision industrielle légère avec OpenCV, exécution d’un modèle de machine learning embarqué.
- Un écosystème logiciel ouvert : Node-RED, Python, bibliothèques Modbus et OPC UA, brokers MQTT, Grafana. Tout ce qu’un automate propriétaire fait payer ou ne sait pas faire.
- Des versions industrielles : le Compute Module, avec sa plage de température étendue et sa mémoire eMMC, est intégré par de nombreux fabricants dans des boîtiers rail DIN avec entrées-sorties isolées et alimentation 24 V.
Résultat : le Pi est devenu le composant standard pour connecter un parc de machines existant à un système de supervision moderne, sans changer les automates en place.
Les quatre usages où le Raspberry Pi est pertinent
1. Passerelle de communication. C’est l’usage le plus répandu. Le Pi lit les registres d’un automate en Modbus TCP ou RTU, interroge des capteurs en I2C ou en 4-20 mA via un module d’extension, et publie le tout en MQTT vers une plateforme IoT ou un historien. Il fait le pont entre des machines de vingt ans et une infrastructure cloud.
2. Interface homme-machine. Avec un écran tactile 7 ou 10 pouces et Node-RED Dashboard ou une application web locale, le Pi remplace une IHM propriétaire à plusieurs centaines d’euros. Recettes, consignes, alarmes, historiques : tout se développe en quelques jours.
3. Supervision et tableaux de bord. Un Pi 4 ou Pi 5 fait tourner InfluxDB et Grafana sans difficulté pour une ligne ou un petit atelier. TRS, temps d’arrêt, consommation énergétique : les indicateurs sont disponibles sur n’importe quel navigateur du réseau local.
4. Traitement en bord de ligne. Contrôle qualité par caméra, détection d’anomalie sur des vibrations, comptage de pièces. Le traitement se fait localement, seuls les résultats remontent, ce qui évite d’envoyer des flux vidéo vers le cloud.
Là où le Pi atteint ses limites
Il faut être clair sur ce que le Raspberry Pi ne doit pas faire, pour ne pas se retrouver avec une installation dangereuse ou non conforme.
La commande temps réel. Linux n’est pas un système temps réel dur. Un cycle de commande à la milliseconde, garanti quoi qu’il arrive, relève d’un automate programmable. On peut atténuer le problème avec un noyau PREEMPT_RT ou en déportant la logique sur le RP2040 d’un Pico, mais ce n’est pas un automate certifié.
La sécurité machine. Arrêt d’urgence, barrières immatérielles, surveillance de porte : ces fonctions relèvent de la norme EN ISO 13849 et exigent des composants et relais de sécurité certifiés. Un Pi ne doit jamais être seul dans la chaîne de sécurité.
La robustesse électrique. Les GPIO en 3,3 V sans isolation ne survivent pas longtemps à un environnement industriel. Tout raccordement à des capteurs ou actionneurs passe par des modules d’entrées-sorties isolés, des relais et une alimentation protégée.
Construire une architecture propre : automate + Raspberry Pi
L’architecture qui fonctionne est celle qui laisse à chacun son rôle.
L’automate programmable (Siemens S7-1200, Schneider M221, Omron CP1, ou un modèle plus modeste) prend en charge la commande de la machine, la logique de sécurité et les entrées-sorties de puissance. Le Raspberry Pi, en version industrielle sur rail DIN, se connecte à l’automate en Modbus ou en OPC UA, assure l’IHM, la remontée de données et l’analyse.
Autour, il faut prévoir l’alimentation 24 V rail DIN, les modules d’E/S, les capteurs industriels (température, pression, niveau, proximité), un switch Ethernet industriel et un coffret adapté. Pour constituer cette liste de matériel, la gamme automatisme et contrôle de process de RS regroupe automates compacts, IHM, capteurs, variateurs, relais de sécurité et instrumentation, aux côtés des cartes Raspberry Pi et de leurs déclinaisons industrielles, ce qui permet de vérifier les compatibilités et de commander l’ensemble d’un projet au même endroit.
Par où commencer concrètement
- Un Pi 4 ou 5, un écran tactile et Node-RED pour prototyper l’IHM et la collecte de données sur une machine.
- Un module Modbus RTU/TCP pour dialoguer avec l’automate existant.
- Un module d’entrées-sorties isolées si vous devez lire des capteurs directement.
- Une alimentation 24 V et un boîtier rail DIN dès le passage en atelier.
- Un plan de mise à jour et de sauvegarde : image système versionnée, configuration Node-RED sous Git.
Comptez quelques centaines d’euros pour un premier montage fonctionnel, et quelques jours de développement pour une supervision de ligne présentable.
Questions fréquentes
Un Raspberry Pi peut-il remplacer un automate programmable ? Non, pas pour la commande de machine ni pour la sécurité. Il le complète : communication, IHM, supervision, analyse. Certaines solutions comme CODESYS ou OpenPLC permettent de programmer un Pi en langages automate, mais sans certification de sécurité.
Quelle version du Pi choisir pour un usage industriel ? Le Compute Module 4 ou 5 intégré dans un boîtier rail DIN d’un fabricant spécialisé. Il apporte la plage de température étendue, le stockage eMMC et les entrées-sorties isolées qui manquent au Pi classique.
Comment lire un automate Siemens ou Schneider depuis un Pi ? En Modbus TCP si l’automate le supporte, en OPC UA avec les modèles récents, ou via les bibliothèques Python dédiées (python-snap7 pour Siemens). Node-RED propose des nœuds prêts à l’emploi pour ces trois protocoles.
