1.2 Commande en boucle fermée

Reprenons l'exemple de la chaudière. L'utilisateur dispose maintenant d'un instrument de mesure, il observe la température intérieure de l'immeuble au moyen d'un thermomètre et tente de maintenir la température intérieure réellement obtenue égale à une température « de consigne » : la boucle de contrôle est ici une boucle manuelle, réalisée par l'utilisateur.

Cet exemple permet déjà d'illustrer quelques unes des questions qui se posent quand on souhaite automatiser le processus.

La règle du jeu est que l'utilisateur de la chaudière n'a aucune connaissance de la température extérieure, que son seul instrument de mesure est un thermomètre d'ambiance intérieur.

Quelles peuvent être ses stratégies ?

• La première stratégie est celle du personnage nerveux et exigeant : dès que la température est trop basse, il augmente le plus possible la puissance du chauffage, dès qu'elle est trop haute il coupe le chauffage. Le malheur est qu'un immeuble a une grande inertie thermique, entre le moment où la puissance du chauffage est modifiée et celui où la température intérieure varie, il y a un retard qui peut être important. Le résultat obtenu est un fonctionnement tout à fait instable, les habitants de l'immeuble auront, peut-être, une température moyenne correcte, mais cette moyenne résulte d'une alternance de chaud et de froid difficilement supportable. Ni trop fort, ni trop tard est le défi que doit résoudre toute tentative de régulation *.

• La seconde stratégie est celle de l'utilisateur flegmatique, quand il constate que la température est trop faible, il augmente un tout petit peu la puissance de la chaudière. S'il constate qu'au bout d'un certain temps le résultat n'est pas satisfaisant, il continue à augmenter la puissance de chauffe, jusqu'à atteindre la température souhaitée. Il est clair que le temps que prend l'opérateur pour réagir est un paramètre critique du « réglage de la boucle », s'il réagit trop vite la situation est voisine de la précédente, s'il réagit trop lentement il n'arrivera même pas à compenser des variations de température extérieure.

• Dans la troisième stratégie l'utilisateur de la chaudière rajoute une information : il regarde le sens d'évolution de la température (la dérivée de la courbe), cette connaissance lui donne une certaine faculté d'anticipation qui lui permet, avec un peu d'expérience, d'atteindre plus rapidement la température souhaitée, sans pénaliser la stabilité de la boucle.