Automatisation & Systèmes SCADA Avancés

Une centrale photovoltaïque de plusieurs dizaines de MWc, un parc de stockage ou un réseau de mini-réseaux ruraux ne peuvent être exploités sans un système SCADA (Supervisory Control and Data Acquisition) performant, intégré à un EMS (Energy Management System) et protégé contre les cybermenaces. Ce cours de Master 2 approfondit la conception d’architectures SCADA redondantes pour les EnR, les protocoles de communication de l’énergie (IEC 61850, DNP3, SunSpec Modbus, OPC UA), l’intégration d’un EMS (prévision, dispatch, MPC, historian, tableaux de bord) et la cybersécurité industrielle selon la série IEC 62443. Le cas fil rouge est une centrale PV de 50 MWc avec stockage raccordée au réseau HTA/HTB de NIGELEC. La cybersécurité est abordée sous un angle strictement défensif : architecture, segmentation, exigences normatives, évaluation autorisée et réponse aux incidents.

Objectifs d’apprentissage

• Concevoir l’architecture complète d’un système SCADA avancé pour une centrale EnR de grande puissance.
• Implémenter un EMS (Energy Management System) intégré à un SCADA industriel.
• Maîtriser les protocoles de communication avancés (IEC 61850, DNP3, OPC-UA) pour l’énergie.
• Configurer la cybersécurité d’un système SCADA selon la norme IEC 62443.

Prérequis

Automatisme 2 / API & SCADA (APG3303, Licence S3) ; Industrie 4.0 et Systèmes Cyber-Physiques (I402201, Master). Bases des réseaux TCP/IP (adressage, VLAN, routage), programmation Python, notions de centrales PV et de postes HTA.

Plan du cours

1. Leçon 1 — Architecture SCADA Avancée pour les EnR
2. Leçon 2 — Protocoles Avancés pour les Centrales EnR
3. Leçon 3 — EMS Intégré au SCADA
4. Leçon 4 — Cybersécurité SCADA IEC 62443

Travaux pratiques

• TP 1 (Leçon 2) : configuration et test d’une messagerie GOOSE IEC 61850 et lecture SunSpec Modbus d’un onduleur.
• TP 2 (Leçon 3) : historian InfluxDB et tableau de bord Grafana des KPIs d’une centrale PV.
• TP 3 (Leçon 4) : découpage en zones et conduits d’une centrale PV + BESS et plan de réponse aux incidents (exercice sur table).

Modalités d’évaluation

Volume horaire : CM 18 h, TD 6 h, TP 6 h, travail personnel (TPE) 30 h, soit 60 h de charge totale ; 3 crédits. Évaluation mixte CC + ET : contrôle continu 40 % (comptes rendus de TP, dossier d’architecture) et examen terminal 60 % (dimensionnement SCADA, choix de protocoles, analyse de risques IEC 62443).

Bibliographie

• Boyer, S.A., SCADA: Supervisory Control and Data Acquisition, ISA.
• IEC 62443-3-3:2013 — Security for Industrial Automation and Control Systems : exigences de sécurité du système et niveaux de sécurité.
• NIST SP 800-82, Guide to Operational Technology (OT) Security.
• Mackiewicz, R.E., « Overview of IEC 61850 and Benefits », IEEE PES.