Gestion technique de bâtiments

Une supervision dynamique pour la gestion des alarmes au CERN

Le CERN, l’Organisation européenne pour la recherche nucléaire, est l’un des plus grands et des plus prestigieux laboratoires scientifiques du monde. Il a pour vocation la physique fondamentale, la découverte des constituants et des lois de l’Univers. Il utilise des instruments scientifiques très complexes pour sonder les constituants ultimes de la matière : les particules fondamentales. En étudiant ce qui se passe lorsque ces particules entrent en collision, les physiciens appréhendent les lois de la Nature. Les instruments qu’utilise le CERN sont des accélérateurs et des détecteurs de particules. Les accélérateurs portent des faisceaux de particules à des énergies élevées pour les faire entrer en collision avec d'autres faisceaux ou avec des cibles fixes. Les détecteurs, eux, observent et enregistrent le résultat de ces collisions. Fondé en 1954, le CERN est situé de part et d’autre de la frontière franco-suisse, près de Genève. Il a été l’une des premières organisations à l'échelle européenne et compte aujourd’hui vingt États membres.

Le project CSAM
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Approuvé par le conseil du CERN en 1994, le projet de création du LHC (Large Hadron Collider, ou Grand Collisionneur de Hadrons) est l'un des projets scientifiques les plus ambitieux de notre époque. Avec plus de 7 milliards d'euros de budget, il s'agit en effet du plus grand et du plus complexe des instruments scientifiques existant dans le monde. Les chercheurs comptent améliorer leur compréhension des particules élémentaires qui composent la matière, mais aussi l'antimatière. Et en recréant dans de gigantesques capteurs des conditions proches du Big Bang, ils espèrent utiliser cet accélérateur de particules comme une machine à remonter le temps, et élucider ainsi le mystère de la création de l'univers.
Ce nouvel outil se présente sous la forme d'un anneau de 27 km de circonférence, enterré à environ 100 m de profondeur sous le Pays de Gex, à cheval sur la frontière franco-suisse. En 2000, le CERN lança un appel d'offre pour la fourniture d'un outil de supervision des alarmes de sûreté, dans le cadre du projet CSAM (CERN Safety Alarm Monitoring).
Prestataire de services en hautes technologies implanté depuis longtemps aux abords du CERN (à Saint-Genis-Pouilly, près de Genève), SPIE s'est particulièrement investi pour remporter cet appel d'offre, l'équipe de SPIE s'est tournée vers ARC Informatique et PcVue, préférés pour leur plus grande aptitude à s'adapter aux contraintes imposées par l'application.

Le projet est actuellement maintenu par Assystem qui réalise les mises à jour.

La nécessité d'une supervision dynamique
L'implantation d'un système de supervision sur un site aussi vaste n'a rien d'aisé, mais la principale difficulté tient à son évolution permanente. Quelques 500 à 1 000 capteurs chaque mois peuvent subir évoluer et compte-tenu des niveaux de disponibilité exigés par le cahier des charges, il est impossible d’arrêter les postes de supervision. Ceci imposait donc la mise en place d'une base de données dynamique. Une solution innovante a donc été développée, grâce à un partenariat étroit entre SPIE et ARC Informatique, afin d'obtenir une supervision capable de se mettre à jour de manière dynamique et autonome. Pour éviter tout problème de mise à jour ou de gestion des versions, une base de donnée Oracle, considérée comme “unique et fédératrice”, permet de définir l’ensemble de l’application (synoptiques, alarmes, variables…) Cette base de données compte aujourd'hui plus de 300 000 variables. Un autre aspect illustrant le caractère dynamique de la supervision est la création de postes multilingues. En effet, le CERN emploie des scientifiques de toute l'Europe, voire du monde entier. Présentés en français par défaut, les écrans peuvent à tout moment basculer vers un affichage en anglais.
Pour permettre à PcVue de répondre au cahier des charges, des fonctionnalités supplémentaires ont été également développées, afin que le logiciel gagne en sûreté de fonctionnement et atteigne un niveau SIL2 (selon la norme IEC 61508).

Une gestion poussée des alarmes
La mise en œuvre du projet LHC a nécessité la construction d'un centre de contrôle. Baptisé CCC, pour “CERN Control Centre”, il fut inauguré en mars 2006. Cette salle a pour rôle de centraliser tous les postes de surveillance technique (liés aux procédés d'accélération des particules) pour les trois accélérateurs que compte le CERN, et les postes de surveillance d'alarmes CSAM. Sur chaque poste client dédié à la surveillance des alarmes, on retrouve une carte du centre sur laquelle il est possible de zoomer, pour aller explorer une des 33 zones de sécurité du site. Les alarmes sont divisées en quatre degrés, en fonction de l'importance de l'évènement associé. Il s'agit des alertes déclenchées par un incendie, une fuite de gaz, une inondation, un blocage d'ascenseur, une personne blessée ou encore l'usage d'une ligne spéciale pour les pompiers, appelée “téléphone rouge”. Au total, ce sont près de 21 000 alarmes qui peuvent être transmises au centre de contrôle par le biais d'un automate central redondé, de 64 automates et d'un couple de serveurs de remontée d'alarmes.
Le superviseur est donc la clef de voûte du système mis en place par SPIE. Mais pour l'intégrateur, une grosse partie du travail a porté sur la conception de l'architecture de remontée des alarmes. Ceci a conduit au déploiement d'un nouveau réseau Ethernet, spécialement pour les alarmes. Ce réseau effectue la liaison entre le CSAC (automate central de gestion des alarmes, redondant) et les SAMC (serveurs d'acquisition), et fait le lien entre les automates présents dans chacune des 33 zones et ces SAMC. Toutes les zones de sécurité du CERN ont été équipées de deux automates redondants pour la centralisation des informations.
Dans chaque zone, les ingénieurs SPIE ont installé des coffrets, à base de Panel PC tactiles, faisant office de clients PcVue. On retrouve donc exactement les mêmes fonctions que sur les postes du centre de contrôle. Tout est mesuré, édité et archivé, depuis les courbes de détection des gaz dans les bâtiments jusqu'aux temps de transmission des alarmes (horodatage) et cela afin d'assurer au système une disponibilité sans faille. Les engagements portent sur une disponibilité supérieure à 99,98 %, ce qui représente un temps d'arrêt de 100 minutes au maximum en un an !

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