ISET - Projet Sûreté de Fonctionnement-Prognostics and Health Managment et Maintenance (SdF-PHM2)
Animateur :
Alexandre Voisin

1. Objectifs du projet

Le projet a pour ambition de modèles et méthodes pour supporter la sûreté de fonctionnement et la maintenance avec une vision globale et intégrative.
Le projet SdF-PHM2 est fondé sur les acquis scientifiques reconnus en sûreté et maintenance prévisionelle du CRAN pour viser le développement de nouvelles connaissances dans les domaines du Prognostics and Health Management (PHM), de la maîtrise des risques, de la validation/vérification de propriétés de sécurité, de la fiabilité dynamique et du système de soutien. En ce sens, les contributions de ce projet portent tant sur des aspects de modélisation que sur des passages à l’application suivant tross axes : (1) Evaluation prévisionnelle des performances fiabilistes (FMDS) par une approche système et (2) Évaluation et Pronostic de performance opérationnelle système (vision PHM) et (3) Système de soutien. L’originalité majeure du projet se fonde par conséquent sur la considération « conjointe » de ces trois axes combinant une vision des performances de sûreté a priori (prévisionnelle) et opérationnelle en lien avec le système de soutien. Cette vision représente un véritable challenge à relever dans une orientation système de la SdF et de la maintenance.

2. Axes et verrous scientifiques
Axe 1 : Evaluation prévisionnelle des performances fiabilistes (FMDS) par une approche système

  • Objectif : fournir une prévision des performances de sureté de fonctionnement, principalement fiabilité et sécurité, des systèmes complexes en phase de conception ou re-conception
  • Verrous scientifiques :
    • Comment faire coopérer des modèles SED déterministes et stochastiques pour l’évaluation de la fiabilité des systèmes complexes (dynamiques, réparables, multi-états, sensibles aux variations du procédé physique) ?
    • Comment développer des approches de modélisation et d’analyse intégrée des systèmes tolérants aux fautes, i.e. l’étude de la fiabilité des systèmes prenant en compte, par exemple, les reconfiguration matérielle/fonctionnelle et le diagnostic ?
    • Comment intégrer les modèles de maîtrise des risques les aspects sociotechniques et systèmes en réseaux et leurs impacts sociétaux (e.g. développement durable) par l’utilisation de modélisation probabiliste ?
  • Outils : Automates à états finis, RdP, Automates Stochastiques Hybrides, SAN, Simulation de Monte-Carlo, Réseaux Bayésiens (dynamiques, OO...)

Axe 2 : Évaluation et Pronostic de performance opérationnelle système

  • Objectif : fournir un état courant et prévisionnel des performances opérationnelles d’un système en phase opérationnelle
  • Verrou scientifique :
    • Comment élaborer des Bilans de santé hiérarchique du composant au système ?
    • Comment définir des Architectures de Pronostic Système à partir des pronostics des constituants (modularité, composition) ?
    • Comment pronostiquer des grandeurs autres que la durée de vie, tels que efficacité énergétique et niveau de sécurité ?
    • Comment valoriser le REX dans pour le MCO de systèmes hétérogènes (Effet Parc) ?
  • Outils : Processus stochastiques, Intégrale de Choquet, ANFIS, General Path Model, ontologie...

Axe 3 : Système de Soutien

  • Objectif : fournir la capacité au système principal de surmonter un aléa à travers le système de soutien
  • Verrous scientifiques :
    • Comment assurer la co-spécification du système SP/SS (coopération d’architectes système, ingénieurs spécialistes technique ou Humain et des spécialistes transverses tels que SdF) et la vérification/validation des performances de l’ensemble système principal/système de soutien dans un (ou des) environnement opérationnel (co-simulation multi métiers) ?
    • Comment aider à la décision en maintenance utilisant les résultats des processus de surveillance et pronostic pour l’optimisation de critères de déclenchement de l’intervention a des fins, par exemple, de regroupement dynamique d’interventions et Maintenance opportune ?
  • Outils : Ingénierie Systèmes, SysML, AltaRica, Algorithme des Odds, Décision multicritère...

3. Positionnement
Cette recherche finalisée est basée sur des liens forts avec les partenaires industriels tels que EdF,
Renault, PSA Peugeot Citroen, Zodiac Aerospace, Sphérea Test & Services, ainsi que sur les travaux
du LabCOM PHM Factory.
Elle s’inscrit dans les thématiques du GdR MACS dans les GT H2M, SED
et S3, le réseau RUFEREQ, l’association scientifique ESRA/ESREDA, les TC 3.1, 5.1 (WG AMEST) et 6.4, le PHM Society, l’IEEE PHM...
Au national plusieurs laboratoires travaillent sur un des deux axes.Par exemple, le LURPA mène des travaux sur l’aspect a priori, avec des outils de modélisation SED que nous partageons, mais plutôt sur une problématique composant que système ; l’UTT est plus centrée sur la modélisation stochastique, et le LSIS et FEMTO développent des algorithmes de diagnostic et pronostic de dégradations mais pour des composants.
Sur le plan international, le Politecnico di Milano, l’IMS Center de Cincinatti, Cranfield University ... ont des laboratoires reconnus sur ces thématiques autant sur des considérations scientifiques qu’applicatives.