La recherche de solutions analytiques pour l'évaluation de la fiabilité en contexte dynamique n'est pas résolue dans le cas général. Un état de l'art présenté dans le chapitre 1 montre que des approches partielles relatives à des hypothèses particulières existent. La simulation de Monte Carlo serait le seul recours, mais il n'existait pas d'outils performants permettant la simulation simultanée de l'évolution discrète du système et de son évolution continue prenant en compte les aspects probabilistes. Dans ce contexte, dans le chapitre 2, nous introduisons le concept d'automate stochastique hybride capable de prendre en compte tous les problèmes posés par la fiabilité dynamique et d'accéder à l'évaluation des grandeurs de la sûreté de fonctionnement par une simulation de Monte Carlo implémentée dans l'environnement Scilab-Scicos. Dans le chapitre 3, nous montrons l'efficacité de notre approche de simulation pour l'évaluation de la sûreté de fonctionnement en contexte dynamique sur deux cas test dont un est un benchmark de la communauté de la Sûreté de Fonctionnement. Notre approche permet de répondre aux problèmes posés, notamment celui de la prise en compte de l'influence de l'état discret, de l'état continu et de leur interaction dans l'évaluation probabiliste des performances d'un système dans lequel en outre, les caractéristiques fiabilistes des composants dépendent eux-mêmes des états continu et discret. Dans le chapitre 4, nous donnons une idée de l'intérêt du contrôle par supervision comme moyen de la sûreté de fonctionnement. Les concepts d'automate observateur et de contrôleur ont été introduits et illustrés sur notre cas test afin de montrer leur potentialité

Le travail que nous avons effectué, et que nous présentons dans le cadre de ce rapport de thèse, a consisté à concevoir et à implémenter un atelier pour réaliser des études de sûreté de fonctionnement, de la phase de modélisation de systèmes industriels à la phase de quantification. Apres une étude de l'existant, nous avons défini une architecture générale pour cet atelier (baptise figaro) dédié aux études de fiabilité, utilisant diverses techniques de l'intelligence artificielle telles que représentation des connaissances, simulation de fonctionnement, chaînage arrière, ... Dans une première phase, on représente les connaissances génériques au domaine technologique traité à l'aide d'un langage oriente objet que nous avons défini, et qui est adapté aux études de fiabilité. Une interface graphique permet alors de saisir des schémas de systèmes à étudier, et un moteur de simulation rend possible l'observation du fonctionnement du système. La phase suivante consiste à générer automatiquement des modèles de fiabilité, comme les arbres de défaillance, et à les transmettre à des logiciels de calculs probabilistes. Nous avons validé les résultats de nos travaux par la mise en oeuvre de l'atelier pour des études en taille réelle. Cette validation se poursuit actuellement, dans l'objectif de valider les connaissances modélisées. A terme, l'objectif est maintenant de définir une architecture plus étendue comprenant une méthode d'acquisition et de modélisation des connaissances relatives aux systèmes physiques, et nous proposons une première approche de ce que pourrait être une telle méthode

LE SUJET DE LA THESE SE SITUE DANS LE CADRE DE LA MODELISATION ET L'EVALUATION DE LA SURETE DE FONCTIONNEMENT DES SYSTEMES, NOTAMMENT INFORMATIQUES ET DE COMMUNICATION. DANS UNE PREMIERE PARTIE DU TRAVAIL, NOUS NOUS INTERESSONS AUX SYSTEMES COMBINATOIRES. COMME L'EVALUATION EXACTE APPARTIENT AUX PROBLEMES NP-DURS, NOUS CONSIDERONS L'ESTIMATION DE LA FIABILITE PAR DES TECHNIQUES DE MONTE CARLO. DANS CE CONTEXTE NOUS PRESENTONS UNE FAMILLE D'ALGORITHMES (APPELES ALGORITHMES DE REDUCTION RECURSIVE DE LA VARIANCE) QUI PERMETTENT D'OFFRIR, EN UN TEMPS FIXE, UNE ESTIMATION PLUS PRECISE QUE CELLE DONNEE PAR UNE SIMULATION STANDARD. L'UN DES PROBLEMES QUI SE PRESENTENT LORS DE LA CONCEPTION D'UN RESEAU DE COMMUNICATION EST DE DEFINIR SA TOPOLOGIE DE FACON A ASSURER, ENTRE AUTRE, UNE FIABILITE MAXIMALE DANS LES COMMUNICATIONS. NOUS EMPLOYONS LES TECHNIQUES D'EVALUATION DE LA FIABILITE AU SEIN D'UN ALGORITHME DE RECUIT SIMULE POUR ABORDER CE PROBLEME D'OPTIMISATION. LA DEUXIEME PARTIE DE LA THESE EST CONSACREE A L'ETUDE DES SYSTEMES MARKOVIENS. LA GENERATION DU PROCESSUS DE MARKOV SOUS-JACENT AU MODELE D'UN SYSTEME EST UN PROBLEME IMPORTANT DANS LE CONTEXTE DE L'EVALUATION DE LA SURETE DE FONCTIONNEMENT. NOUS PRESENTONS UNE BIBLIOTHEQUE DE MODELISATION ET D'EVALUATION DE SYSTEMES MARKOVIENS, QUI PERMET LE TRAITEMENT DE SYSTEMES EVOLUANT EN TEMPS CONTINU ET EN TEMPS DISCRET. CETTE BIBLIOTHEQUE FOURNIT COMME NOTION DE BASE LE FORMALISME DE BOULES ET URNES, ET ELLE PERMET L'INCORPORATION D'AUTRES FORMALISMES DE PLUS HAUT NIVEAU. NOUS CONSIDERONS AUSSI LES TECHNIQUES DE SIMULATION ET DANS CE CONTEXTE NOUS PROPOSONS UNE METHODE DE REDUCTION RECURSIVE DE LA VARIANCE POUR L'EVALUATION DES MESURES TRANSITOIRES DE LA SURETE DE FONCTIONNEMENT

L'UN DES OBJECTIFS DE L'EVALUATION DU NIVEAU DE SECURITE OPERATIONNELLE D'UNE INSTALLATION CONSISTE A DETERMINER LES SITUATIONS CRITIQUES DE PRODUCTION. DANS CE CADRE, LA DEMARCHE PROPOSEE CONSISTE A INTEGRER LES CONTRAINTES DE SECURITE, DES LA PHASE DE SPECIFICATION, EN TERME E SERVICE SUR UN MODELE ISSU DE L'ANALYSE FONCTIONNELLE. LE PREMIER CHAPITRE INTRODUIT LES DIFFERENTES METHODES D'ANALYSE ET DE CONCEPTION DES SYSTEMES AUTOMATISES DE PRODUCTION AINSI QUE LES TECHNIQUES DE SURETE DE FONCTIONNEMENT. UNE ETUDE PREALABLE NOUS A AMENE A RETENIR LES METHODES COURAMMENT UTILISEES DANS LE DOMAINE DE LA PRODUCTIQUE, A SAVOIR SADT ET LES AMDE. LE CONCEPT DE LA SECURITE OPERATIONNELLE ET LES PROBLEMES D'INTEGRATION DE LA SURETE DE FONCTIONNEMENT DANS L'ANALYSE-CONCEPTION DES SYSTEMES DE PRODUCTION FONT L'OBJET DU DEUXIEME CHAPITRE. C'EST AINSI QUE NOUS PRESENTONS LA DEMARCHE D'INTEGRATION DE LA SECURITE OPERATIONNELLE RETENUE DANS LE CADRE DU PROJET CASCIS. L'APPROCHE D'ASSISTANCE A LA SPECIFICATION, PRESENTEE AU TROISIEME CHAPITRE, S'APPUIE D'UNE PART SUR LA DEFINITION DES ACTIVITES GENERIQUES ET D'AUTRE PART SUR LA PROPOSITION D'UNE DEMARCHE DE VALIDATION DE LA COHERENCE DES SPECIFICATIONS VIS-A-VIS DU CAHIER DES CHARGES. DES CLASSES-TYPE D'ACTIVITES ET DE FLUX DE PRODUCTION PERMETTENT DE GENERER DES AMDE FONCTIONNELLES. LE QUATRIEME CHAPITRE FAIT ETAT DES TRAVAUX MENES POUR COMPLETER L'APPROCHE STRICTEMENT FONCTIONNELLE DE SADT PAR LA SPECIFICATION ET LA GENERATION D'UN SADT TEMPOREL QUI GARDE LES ACQUIS DU MODELE DE BASE. UN SIMULATEUR D'EVENEMENTS DISCRETS, ECRIT EN LANGAGE ORIENTE OBJET, PERMET DE SIMULER LE COMPORTEMENT DU SADT TEMPOREL

Ce manuel de fiabilité appliquée offre au lecteur une vision à peu près exhaustive des méthodes d’évaluation qualitative et quantitative utilisées en maîtrise des risques et Sûreté de Fonctionnement, avec leurs domaines d’application et limites éventuelles. Il porte également sur la fiabilisation des systèmes et leur optimisation, contrainte par la satisfaction d’exigences de Sûreté de Fonctionnement, ainsi que sur des pistes d’amélioration prometteuses telles que le dimensionnement probabiliste, la planification optimale des essais (méthode Caboum et D-optimalité) ou le Health monitoring. Il rappelle les fondements des probabilités et statistiques afin de limiter les prérequis aux notions mathématiques élémentaires. Ce livre regroupe le contenu de trois précédents ouvrages de la même collection : - Maîtrise des risques & fiabilisation des systèmes, - L’estimation en Sûreté de Fonctionnement, - Modélisation, évaluation et optimisation en Sûreté de Fonctionnement.

La mécatronique associe l’informatique, la mécanique et l’électronique. Elle améliore les performances des systèmes électroniques embarqués en réduisant leurs poids, leurs volumes, leurs consommations d’énergie et leurs coûts. Les systèmes mécatroniques embarqués 2 expose les avancées de la recherche et de l’industrie appliquées aux domaines des systèmes mécatroniques qui intègrent la fiabilité dans le processus de conception. Accompagné d’exemples détaillés, cet ouvrage développe une méthodologie de caractérisation des défauts des systèmes mécatroniques. Il analyse la modélisation multiphysique des défauts, révélant les faiblesses de conception et les mécanismes de défaillance. Il présente également l’élaboration de métamodèles permettant de simuler les effets sur la fiabilité des conditions d’emploi et de fabrication. Cette deuxième édition revue et augmentée contient une révision du chapitre sur le développement des métamodèles. Deux nouveaux chapitres ont été ajoutés : l’un sur l’étude probabiliste et l’optimisation de la brasure, et l’autre sur une analyse de la fiabilité basée sur les métamodèles des boîtiers à échelle de puce.