VERS UNE APPROCHE INTÉGRÉ D’ANALYSE DE SÛRETÉ DE FONCTIONNEMENT DES SYSTEMS MÉCATRONIQUES. (SAFETY ANALYSIS INTEGRATION IN A SYSTEMS ENGINEERING APPROACH FOR MECHATRONIC SYSTEMS DESIGN


Thèse de Faïda MHENNI (Ingénierie numérique)

Type :

Doctorat

Date de soutenance :

12/12/2014

Lieu de soutenance :

Supméca

Mots-clés :

Ingénierie système, Sûreté de fonctionnement, Systèmes mécatroniques, MBSE, MBSA, SysML, FMEA, FTA

Directeur(s) externe(s) :

KADIMA Hubert

Co-Directeur(s) de thèse :

Alain RIVIERE

Co-encadrant(s) :

Jean-Yves CHOLEY

Co-encadrant(s) externe(s) :

NGUYEN Nga

Ecole doctorale :

Ecole Centrale de Paris


Jury :

Alain RIVIERE - co-directeur
Jean-Yves CHOLEY - encadrant
KADIMA Hubert - directeur
DEMMOU Hamid - Université de Toulouse III Paul Sabatier - LAAS - rapporteur
HAMMAMI Omar - ENSTA ParisTech - U2IS - rapporteur
PATALANO Stanislao - University of Naples Federico II
RAUZY Antoine - Centrale Supélec
NGUYEN Nga - EISTI – L@RIS
ABIDA Wassim - UTC AEROSPACE SYSTEMS

Résumé :

Les systèmes modernes sont caractérisés par l’intégration de plusieurs composants de technologies diverses interagissant dans le but d’offrir de plus en plus de fonctionnalités aux utilisateurs. La complexité croissante dans ces systèmes pluridisciplinaires dits mécatroniques nécessite la mise en place de nouveaux processus, outils et méthodes pour la conception, l’analyse et la validation de ces derniers en respectant les contraintes de coût et de délais imposés par la concurrence. Ces systèmes doivent également satisfaire des contraintes de fiabilité et surtout de sûreté de fonctionnement. Seule une intégration du processus d’analyse de sûreté de fonctionnement tout au long du processus de développement peut assurer la satisfaction de ces contraintes de manière optimale.

Les travaux de cette thèse ont pour objectif de contribuer à l’intégration des analyses de sûreté de fonctionnement dans le processus d’ingénierie système basée sur SysML afin de rendre ces analyses plus rapides et plus efficaces. Pour ce faire, nous avons traité les axes suivants : la formalisation d’une méthodologie de conception basée sur SysML et qui sera le support des analyses de sûreté de fonctionnement ; l’extension du langage SysML afin de pouvoir intégrer des spécificités des systèmes mécatroniques ainsi que des aspects de sûreté de fonctionnement dans le modèle système; l’exploration automatique des modèles SysML afin d’en extraire les données nécessaires pour l’élaboration des artefacts de la SdF et la génération (semi)/automatique de ces derniers (FMEA et FTA). Nous avons également intégré la vérification formelle d’exigences de sûreté de fonctionnement.
Cette méthodologie nommée SafeSysE a été appliquée sur des cas d’étude du domaine de l’aéronautique : EMA (Electro-Mechenical Actuator) et WBS (Wheel Bake System).