HMI — Interfaces Homme-Machine
L'écran qui sépare l'opérateur du procédé. Conception haute performance ISA-101 (gris dominant, couleur réservée à l'anormal, hiérarchie d'écrans), gestion des alarmes ISA-18.2, panels industriels et HMI web-native, AR/VR émergent. Une mauvaise HMI provoque les pires incidents — Texas City 2005, Buncefield 2005.
Principes ISA-101
Le standard ISA-101 (publié 2015) a inversé la logique des HMI : oublier le « beau et réaliste », viser la lisibilité opérationnelle et la réduction de charge cognitive. Quatre principes guident la conception.
Conscience situationnelle
L'opérateur doit savoir, en moins de 5 secondes : « tout va bien » ou « quelque chose d'anormal ». Le design ISA-101 sacrifie le réalisme au profit de la lisibilité — gris partout, couleur uniquement pour l'anomalie.
Hiérarchie d'écrans
4 niveaux : N1 vue d'ensemble usine (KPI), N2 vue d'unité (boucles), N3 vue détaillée (équipement), N4 diagnostic (un capteur). Navigation rapide top-down. Pas plus de 7 ± 2 éléments saillants par écran.
Alarmes utiles uniquement
Une alarme = une action attendue. Pas d'alarmes informatives. Cible ISA-18.2 : < 6 alarmes / heure / opérateur en service normal, < 144 / jour. Rationalisation = supprimer 50–80 % des alarmes existantes.
Cohérence et standards
Templates métier, symboles normalisés (ISO 14617), comportements identiques entre écrans, code couleur unique site. Un opérateur formé sur une unité doit pouvoir intervenir sur une autre sans réapprentissage.
Types d'HMI
Panel HMI machine
Écran 4 à 22 pouces dédié à une machine ou cellule (Siemens Comfort/Unified, Pro-face, Beijer, Weintek). Robuste IP65, fixe ou mobile via Wi-Fi. Programmé en TIA Portal, GP-Pro, EasyBuilder.
HMI supervision (SCADA)
Clients connectés à un serveur SCADA — voir hub SCADA. Multi-écrans 24-32 pouces par opérateur. Souvent virtualisés (VDI Citrix/VMware).
HMI mobile
Tablettes industrielles (Panasonic Toughbook, Getac), smartphones — applis sécurisées avec verrou MFA. Très utile pour ronde, maintenance, intervention sur site. Limitations : pas de commande critique en mobile.
HMI web-native
Rendu navigateur HTML5/SVG/JS — pas d'installation, accès depuis n'importe quel poste autorisé. Ignition, WinCC Unified, AVEVA System Platform. Le futur de l'HMI.
AR / VR
Lunettes RealWear, HoloLens, Vuzix. Maintenance augmentée (procédures pas-à-pas overlay), formation en réalité virtuelle, télé-expertise. Cas d'usage croissants, pas encore mainstream.
Bonnes pratiques ISA-101 vs anti-patterns
| Aspect | ❌ À éviter | ✅ ISA-101 |
|---|---|---|
| Couleur de fond | Bleu marine ou noir « techy » | Gris clair (#d0d0d0 à #e0e0e0) |
| Couleurs vives | Partout — réservoirs verts, tuyaux jaunes, alarmes rouges constantes | Uniquement pour les états anormaux qui demandent action |
| Graphiques 3D / réalistes | Réservoirs en perspective, dégradés, ombres | Schémas 2D plats, codes ISA-101, lignes de procédé épurées |
| Données chiffrées | Petites, dans des zones génériques, sans contexte | Grandes, à côté du symbole, avec tendance graphique sur 30 min |
| Animations / clignotement | Multiples (donne le mal de mer) | Réservé aux alarmes non acquittées |
Incidents marquants
Ces deux accidents ont nourri directement la rédaction d'ISA-101 et d'ISA-18.2.
Texas City
Raffinerie BP — Texas, USA
15 morts, 180 blessés lors du démarrage d'une colonne d'isomérisation. L'opérateur n'a pas vu sur l'HMI que le niveau dépassait le maximum — affichage écrasé par d'autres données, alarmes ignorées car trop nombreuses (« alarm fatigue »).
Buncefield
Dépôt pétrolier — UK
Explosion massive d'un bac de carburant qui débordait depuis 40 minutes. La jauge de niveau était cassée, sans alarme HMI dédiée à cette défaillance capteur. Pas de diagnostic visible par l'opérateur de garde. 43 blessés, ondes ressenties à 200 km.
Normes
- ISA-101.01-2015 — Human-Machine Interfaces for Process Automation Systems — référence mondiale
- ISA-18.2-2016 — Management of Alarm Systems — rationalization, gestion du cycle de vie
- EEMUA 191 — Alarm Systems — A Guide to Design, Management and Procurement
- IEC 62682 — Management of alarm systems for the process industries
- ISO 11064 — Ergonomic design of control centres — vision globale du poste opérateur
- NUREG-0700 — US NRC — référence ergonomie centrales nucléaires