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RÉSUMÉ
Les méthodes traditionnelles utilisées en sûreté de fonctionnement s’intègrent parfois difficilement dans le processus de développement d'un système. Bien que performantes, elles sont souvent difficiles à partager avec les autres métiers de l’ingénierie. Il est proposé dans cette publication une évaluation de la méthodologie model-based safety assessment (MBSA) par le langage AltaRica, bien adapté à la modélisation des propagations de défaillances. Elle est appliquée à deux centres de contrôle sol typiques d’un système spatial. Cet article explique la méthodologie utilisée et les tests effectués avant de conclure sur l’intérêt de la méthode et de proposer des améliorations potentielles.
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The traditional methods used in Operational Safety are sometimes difficult to integrate into the development process of a system. Although effective, they are often difficult to share with other engineering professions. This publication proposes an evaluation of the Model-Based Safety Assessment (MBSA) methodology using the AltaRica language, which is well adapted to the modelling of fault propagation. It is applied to two Ground Control Centres typical of a Space System. This article explains the methodology used and the tests carried out before concluding on the interest of the method and proposing potential improvements.
Auteur(s)
-
Pierre SAMMUT : Thales Alenia Space France, Toulouse, France - Élève ingénieur ISAE-Supaero, Toulouse
-
David MAILLAND : Thales Alenia Space France, Toulouse, France
INTRODUCTION
L’essor de l’informatique et des systèmes embarqués a révolutionné de nombreuses industries dans leur modèle économique. L’industrie du spatial n’y fait pas exception : de nouveaux besoins émergent, dont notamment la demande de connectivité à bas coût, aussi bien pour les entreprises que les particuliers. Par exemple, le marché des télécommunications par satellite se diversifie et l’industrie propose des solutions par flottes ou constellations de satellites de tailles diverses en réponse aux besoins.
Cependant, cette transformation n’est pas sans conséquence sur le plan technique : les systèmes développés par Thales Alenia Space sont de plus en plus complexes, tout en assurant des fonctions de plus en plus critiques. Pour appréhender au mieux cet enjeu, le domaine de la sûreté de fonctionnement doit s’adapter en développant des outils d’ingénierie adéquats. Cela est d’autant plus probant que les outils utilisés par les fiabilistes tels que les réseaux de Pétri, chaînes de Markov ou arbres de défaillances s’adaptent de moins en moins bien au processus de développement d’un produit : bien que performants, les modèles qui en résultent sont souvent difficilement réutilisables et peu adaptés aux changements d’hypothèses pourtant fréquents au cours d’une étude. De plus, ces outils nécessitent de l’expertise pour interpréter correctement les modèles qui en résultent, ce qui conduit parfois à des difficultés de partage interdisciplinaire. C’est cette complexité grandissante et l’espoir de répondre à ces observations qui ont conduit les équipes d’expertise safety et sûreté de fonctionnement à s’intéresser à la méthodologie MBSA.
La méthodologie MBSA consiste à développer une modélisation fonctionnelle du système, proposée ici par l’intermédiaire du langage AltaRica 3.0, puis à utiliser la puissance de l’outil informatique pour automatiser différents calculs utilisés dans le domaine de la sûreté de fonctionnement.
Cet article a pour objectif d’étudier la viabilité de la méthodologie MBSA pour le secteur spatial en l’essayant sur un cas d’application simplifié typique, grâce au langage AltaRica. L’analyse des résultats et du degré de difficulté avec lequel ils ont été obtenus doit permettre de donner une première base de réflexion quant à l’efficacité de cette méthodologie face aux besoins d’adaptabilité ressentis dans le domaine de la sûreté de fonctionnement.
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MOTS-CLÉS
KEYWORDS
Failure | AltaRica | Event | Minimal cut-sets
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Spécification du langage AltaRica1. Origines de la sûreté de fonctionnement et de l’AltaRica
Dès la fin du XXe siècle, les ingénieurs prennent conscience qu’il est impératif de rendre les systèmes robustes aux défaillances qui peuvent se produire. Ainsi, la sûreté de fonctionnement voit le jour et devient rapidement une discipline à part entière. Les ingénieurs en sûreté de fonctionnement doivent s’assurer du bon fonctionnement de leurs systèmes et disposent à ces fins d’un arsenal d’analyses parmi lesquelles figurent notamment les arbres de défaillances, l’analyse des modes de défaillance, ou encore l’analyse dysfonctionnelle, sachant que de nombreuses autres méthodes ont été développées pour des études spécifiques.
Par la suite, les systèmes se complexifient, ce qui impacte la manière de travailler des ingénieurs en sûreté de fonctionnement. Les systèmes sont alors plus compliqués à analyser et les calculs à la main deviennent fastidieux, si bien qu’un besoin d’automatisation se manifeste. Afin de répondre à ce besoin, le monde de l’industrie s’intéresse au développement de logiciels pouvant aider l’ingénieur dans l’analyse des dysfonctionnements, ou encore dans la modélisation comportementale des systèmes.
En 1996, plusieurs sociétés (ELF Exploration production, IXI et l’équipe MVTsi) s’unissent pour créer l’atelier AltaRica, qui a pour but d’unifier sûreté de fonctionnement et vérification formelle, discipline historique de l’analyse des systèmes. L’atelier AltaRica est inspiré de deux autres ateliers : FIABEX et MEC , dont le premier voit le jour dans le cadre d’une association d’industriels dans laquelle figurent notamment le CNES ou encore Matra Espace. Ces deux ateliers, manquant d’une sémantique formelle d’une part et d’expressivité d’autre part, donnèrent naissance au projet AltaRica, dont l’un des objectifs sera de surmonter ces problèmes.
Ainsi, le langage a été conçu par le Laboratoire bordelais...
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Origines de la sûreté de fonctionnement et de l’AltaRica
BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - POINT (G.) - AltaRica : contribution à l’unification des méthodes formelles et de la sûreté de fonctionnement. - Thèse présentée à l’université de Bordeaux I, janvier 2000.
-
(2) - PROSVIRNOVA (T.) - AltaRica 3.0 : une approche orientée modèles pour la sûreté de fonctionnement – AltaRica 3.0 : a model-based approach for safety analyses. - Laboratoire d’informatique (LIX), École polytechnique (2014).
-
(3) - PROSVIRNOVA (T.), RAUZY (A.) - Les constructions structurelles de l’AltaRica 3.0. - 19e congrès de maîtrise des risques et sûreté de fonctionnement (2014).
-
(4) - PROSVIRNOVA (T.), RAUZY (A.), BATTEUX (M.) - AltaRica 3.0, Language specification. - Altarica Association (2015-2017).
-
(5) - PROSVIRNOVA (T.), RAUZY (A.), BATTEUX (M.) - Système de transitions gardées : formalisme pivot de modélisation pour la sûreté de fonctionnement. - ...
DANS NOS BASES DOCUMENTAIRES
-
Arbre de défaillance – Contexte booléen, analyse et bases mathématiques.
-
L’arbre d’événements : une méthode d’analyse de risques.
Logiciel Open AltaRica https://www.openaltarica.fr/docs-downloads/
HAUT DE PAGE
Institut pour la maîtrise des risques – IMdR https://www.imdr.eu
HAUT DE PAGE
ISO/IEC 17789:214 (10-14), Technologies de l’information – Informatique en nuage – Architecture de référence
NF EN 13306 (01-18), Maintenance – Terminologie de la maintenance
IEC 61508 (04-10), Functional safety of electrical/electronic/programmable electronic safety-related systems
ISO 13372:2012 (09-12), Surveillance et diagnostic de l’état des machines – Vocabulaire
IEC 61839:2000 (07-00), Centrales nucléaires de puissance – Conception des salles de commande – Analyse fonctionnelle et affectation des fonctions
NF EN IEC 60812 (10-18), Analyse des...
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