Chaque environnement industriel présente des contraintes spécifiques : équipements multi-constructeurs, réseaux distants, volumes de données à traiter, ou encore exigences de temps réel. Il est donc essentiel de sélectionner un protocole de communication SCADA adapté à l’usage, aux performances et à l’écosystème existant.
Découvrez dans cet article le rôle essentiel des protocoles de communication dans un système SCADA, les critères à considérer pour faire le bon choix, ainsi que les standards les plus utilisés en supervision industrielle.
Le rôle des protocoles de communication dans un système SCADA
Dans un système SCADA, chaque donnée transmise compte. Et pour qu’un poste source, une centrale photovoltaïque ou un site industriel soit supervisé efficacement, il ne suffit pas d’avoir des équipements performants : tout repose sur la qualité et la fiabilité des échanges d’informations entre ces équipements. C’est là qu’intervient le protocole de communication.
Un système SCADA s’articule autour de plusieurs couches bien distinctes :
- Les capteurs (mesures analogiques, contacts secs, etc.), chargés de remonter l’état du terrain.
- Les RTU (Remote Terminal Units) et automates programmables industriels (PLC), qui assurent le lien entre le terrain et les couches supérieures, tout en exécutant localement certaines logiques de contrôle.
- Les serveurs SCADA, où convergent toutes les données collectées, historisées, analysées et redistribuées via l’interface homme-machine (IHM)
- Les postes opérateurs ou IHM, qui offrent aux techniciens une visualisation claire et un pilotage précis de l’installation.
Pour que l’ensemble fonctionne sans friction, chaque composant doit pouvoir communiquer avec les autres de façon synchrone ou asynchrone, sur des réseaux souvent hétérogènes (Ethernet industriel, fibre optique, liaisons radio, etc.).
Autrement dit, le protocole de communication industriel est bien plus qu’un “langage” : c’est l’ossature invisible de votre système SCADA. Il doit être choisi en fonction du type d’infrastructure, des exigences métiers, du niveau de criticité et des contraintes réseau.
Les critères de sélection d’un protocole de communication SCADA
Le choix d’un protocole de communication dans une architecture SCADA est une décision stratégique qui impacte la fiabilité, la performance et la pérennité de l’ensemble de l’architecture de supervision.
Le premier critère, c’est l’interopérabilité. Un protocole de communication SCADA doit garantir une compatibilité fluide avec l’ensemble des équipements déjà en place : automates (PLC), RTU, centrales de mesure, convertisseurs, passerelles, serveurs OPC ou système SCADA. Il doit aussi anticiper l’arrivée de futurs équipements, sans imposer de refonte complète de l’infrastructure ou le recours à des solutions propriétaires verrouillantes.
La performance opérationnelle est un autre facteur décisif. Un bon protocole doit permettre une transmission rapide et fiable des données, même dans des contextes contraints en bande passante ou sur des réseaux distants. Temps de latence, fréquence de rafraîchissement des variables, gestion des événements critiques en temps réel : autant de points qui doivent être évalués avec précision.
La sécurité des échanges constitue aujourd’hui un prérequis. Dans un monde où les infrastructures industrielles sont devenues des cibles privilégiées pour les cyberattaques, le protocole de communication SCADA doit embarquer des mécanismes de sécurité avancés : chiffrement natif, authentification mutuelle, gestion des accès. L’absence de ces fonctions expose l’installation à des risques majeurs, et impose souvent des surcouches complexes et coûteuses pour protéger un protocole obsolète.
Enfin, la facilité de mise en œuvre reste un critère opérationnel à prendre en compte. Un protocole doit être rapide à configurer, bien documenté et maintenable sur le long terme. De plus, il doit permettre une intégration simple sans développement spécifique à chaque évolution de l’installation. C’est aussi sur ce point que se joue la maîtrise des coûts : un protocole bien intégré, bien connu des équipes et supporté par les éditeurs permet de limiter les heures d’ingénierie, de maintenance et de formation.
Chez JSA, le choix du protocole de communication adéquate est toujours guidé par des critères techniques clairs, validés en amont avec le client selon le contexte applicatif, les contraintes d’exploitation et les objectifs de long terme.
Les 4 principaux protocoles utilisés dans un système SCADA aujourd’hui
IEC 61850 : la référence pour les sous-stations électriques
Dans le secteur de l’énergie, le protocole IEC 61850 s’est imposé comme la norme incontournable pour le contrôle, la protection et la supervision des sous-stations électriques. Développé pour répondre aux exigences de fiabilité, de réactivité et d’interopérabilité, ce protocole de communication s’intègre parfaitement dans les architectures de contrôle-commande numériques modernes.
La force de l’IEC 61850 repose sur une structure orientée objet, qui permet de modéliser les équipements et leurs fonctions sous forme de Logical Nodes normalisés. Cette approche facilite non seulement l’intégration multi-constructeurs, mais aussi la maintenance évolutive des installations, tout en assurant une cohérence fonctionnelle à l’échelle du poste électrique.
Sur le plan technique, l’IEC 61850 s’appuie sur trois types de services fondamentaux :
- GOOSE (Generic Object Oriented Substation Event) : communication à très faible latence, destinée à des fonctions critiques telles que l’intertripping ou le déclenchement de disjoncteurs. Les messages sont transmis en multicast sur Ethernet, avec des temps de réaction inférieurs à 4 ms
- MMS (Manufacturing Messaging Specification) : protocole client/serveur utilisé pour les échanges de données structurées avec les systèmes SCADA. Il permet l’interrogation, le contrôle et la supervision des IED (équipement électronique intelligent) de manière fiable et hiérarchisée.
- Sampled Values (SV) : transmission en temps réel de mesures analogiques (courants, tensions), utilisées notamment dans les architectures de type Process Bus. Ce mode permet de supprimer les câblages analogiques au profit d’un bus numérique synchrone.
L’intérêt majeur de ce protocole réside dans sa capacité à automatiser les échanges entre équipements, sans nécessiter de logique centrale. Les IED communiquent directement entre eux, ce qui permet d’accroître la résilience globale du système tout en réduisant les délais d’exécution des ordres.
Chez JSA, nous maîtrisons l’ensemble des couches du protocole IEC 61850, de la configuration des IED jusqu’à l’intégration du système SCADA, y compris la gestion fine des GOOSE. Cette expertise nous permet de garantir des architectures robustes, performantes et parfaitement alignées avec les standards internationaux.
Modbus : le protocole historique et polyvalent dans l’industrie
Parmi les protocoles de communication industriels, Modbus reste l’un des plus répandus, notamment grâce à sa simplicité de mise en œuvre et à sa compatibilité avec une très large gamme d’équipements industriels. Il est aujourd’hui un standard ouvert, toujours massivement utilisé dans les architectures d’automatisme, de supervision et de contrôle-commande.
Modbus se décline principalement sous deux formes :
- Modbus RTU, en communication série (RS232 ou RS485), qui fonctionne en mode maître/esclave avec un encodage binaire optimisé pour les liens bas débit.
- Modbus TCP/IP, version Ethernet du protocole, qui conserve la structure fonctionnelle de Modbus tout en bénéficiant des avantages des réseaux IP (meilleur débit, adressage simple, routage facilité).
La structure de Modbus repose sur une table d’adresses (coils, inputs, registres) interrogée cycliquement par un maître. Cette architecture est efficace pour les échanges élémentaires : acquisition d’état, lecture de mesures, pilotage d’actionneurs. C’est pourquoi une grande majorité d’équipements terrain embarquent encore aujourd’hui une interface Modbus RTU ou TCP/IP.
Sa large adoption dans l’industrie en fait un protocole incontournable pour les applications secondaires, ou en complément de solutions plus avancées comme IEC 61850 ou OPC UA. Facile à déployer, peu coûteux et supporté par la plupart des systèmes — dont Zenon SCADA — il reste un choix pragmatique.
Attention toutefois : Modbus ne dispose d’aucun mécanisme de sécurité natif. Son usage sur des réseaux IP nécessite donc une protection renforcée par l’infrastructure : VPN, segmentation, firewalls industriels.
DNP3 : un protocole adapté aux réseaux distants
Conçu initialement pour les besoins des réseaux de distribution électrique, DNP3 (Distributed Network Protocol) s’est rapidement imposé comme une référence pour les communications sur sites distants ou soumis à des latences élevées. Il est largement utilisé pour la télégestion des réseaux d’électricité, d’eau potable, d’assainissement ou d’irrigation.
Ce protocole de communication industriel a été pensé pour garantir la fiabilité des échanges, même en cas d’instabilité du lien de communication. Il intègre nativement des mécanismes de résilience tels que la mise en mémoire tampon locale des données (data buffering) et la transmission différée dès que la liaison est rétablie, sans perte d’information. Il permet également un horodatage précis des événements à la source, indispensable pour l’analyse post-incident ou la reconstitution de séquence.
DNP3 supporte également la redondance de communication, et sa structure hiérarchisée offre un contrôle fin des cycles de scrutation, des priorités de messages et des types de données échangées.
Sa robustesse et sa capacité à maintenir la cohérence des données dans des contextes difficiles en font un outil précieux pour une supervision fiable à grande échelle.
OPC UA : une interopérabilité et une sécurité pour l’industrie 4.0
Dans les architectures modernes où les frontières entre l’atelier, les systèmes d’information et le cloud tendent à disparaître, OPC UA (Unified Architecture) s’impose comme le protocole de communication SCADA le plus abouti pour assurer la convergence IT/OT. Conçu pour répondre aux exigences de l’industrie 4.0, il offre à la fois une interopérabilité native, une sécurité de haut niveau et une structuration poussée des données.
Contrairement aux protocoles plus anciens, OPC UA repose sur une modélisation orientée service, permettant de naviguer dans les données via une arborescence sémantique claire. Les équipements publient des objets complets, avec leurs attributs, états, événements et historiques, facilitant l’intégration directe avec les SCADA, les systèmes MES, les ERP ou les plateformes cloud.
Ce protocole est indépendant de la plateforme matérielle ou logicielle, ce qui permet de l’implémenter aussi bien sur un automate embarqué que sur un serveur virtuel. Il supporte les communications locales comme distantes, avec la même structure de données et la même logique d’accès.
Côté sécurité, OPC UA intègre nativement les fonctions essentielles : chiffrement TLS, authentification des clients et serveurs, gestion fine des droits d’accès, journalisation des connexions et contrôle d’intégrité des messages. Ces mécanismes permettent de déployer OPC UA sur des infrastructures ouvertes sans exposer le système aux menaces courantes.
Chez JSA, nous utilisons OPC UA pour agréger les données issues de protocoles terrain hétérogènes (Modbus, IEC 61850, DNP3) et les rendre accessibles aux systèmes de supervision ou aux plateformes analytiques, dans une logique de centralisation sécurisée et évolutive. Sa flexibilité et sa robustesse en font un choix naturel pour les architectures distribuées, multi-sites ou interconnectées avec des systèmes tiers.
Pour résumer, dans une architecture SCADA, le protocole de communication n’est pas un détail. C’est la colonne vertébrale de l’ensemble du système. Sa sélection impacte la performance, la maintenabilité, la cybersécurité et la capacité d’évolution de l’installation.
Chaque protocole a ses spécificités, ses forces et ses limites. L’essentiel est de les sélectionner selon vos usages, vos contraintes opérationnelles et vos objectifs d’intégration à moyen et long terme.
Chez JSA, nous maîtrisons l’ensemble des protocoles de communication industriels — IEC 61850, Modbus, DNP3, OPC UA — et nous vous accompagnons dans la conception, la sécurisation et la mise en œuvre d’architectures SCADA robustes, évolutives et sur-mesure. Que ce soit pour un poste électrique, une centrale ENR ou une infrastructure multi-sites, notre équipe vous apporte une expertise terrain solide, construite sur plus de 20 ans d’expérience en supervision industrielle. Nous sommes à même de vous former sur chacun d’eux.
Contactez nos experts dès maintenant pour concevoir une architecture SCADA fiable, performante et parfaitement alignée avec vos enjeux métiers.
