Bibliographie & annexes
Présentation
RÉSUMÉ
Cet article présente une nouvelle approche pour l’évaluation de la fiabilité et de la capacité de performance en fin de vie d’une constellation de satellites inspirée d’une constellation de communication de référence de Thales Alenia Space (TAS). Ce travail a été réalisé dans le cadre d’une coopération entre les équipes fiabilité système de TAS et des étudiants du parcours Sciences et Défis du Spatial de l’École polytechnique au cours de l’année scolaire 2020-2021. Le projet a été coordonné par David Mailland (TAS) et a bénéficié du support de Michel Batteux (IRT-SystemX).
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This article presents an innovative approach for the assessment of end-of-life dependability and performance of a satellite constellation inspired from Thales Alenia Space (TAS) referent Telecommunications Constellation System. This work has been done in the context of a cooperation between Thales Alenia Space Dependability and Safety teams and students from the Science et Défis du Spatial program at Ecole Polytechnique. The activity was coordinated by David Mailland (TAS) and benefited from the support of Michel Batteux (IRT-SystemX).
Auteur(s)
-
Benoît SAINT-GEORGES : Ingénieur modélisation - MaiaSpace, La Défense, France
-
David MAILLAND : Ingénieur fiabilité - Thales Alenia Space, Toulouse, France
INTRODUCTION
Le secteur spatial a récemment vu le nombre de projets de constellations exploser. Le développement de tels programmes, d’une plus grande ampleur et dont les temps de développement sont significativement plus courts, impose aux industriels de pouvoir suivre une cadence bien différente de celles correspondant à des projets plus classiques. La spécificité de telles constellations est l’importation de technologies non propres au spatial. Un des défis est alors de correctement évaluer la fiabilité de ces technologies et des produits les utilisant. Les acteurs industriels, tel Thales Alenia Space (TAS), explorent alors de nouveaux moyens de répondre à cette demande.
Dans ce contexte et dans l’optique d’aider au développement de futurs projets de constellations de communication ou de navigation, cela a du sens d’essayer de nouvelles méthodes d’analyse liées au Model-Based Safety Assessment (MBSA).
Cette approche Model-Based pour l’analyse de fiabilité d’un système gagne peu à peu la confiance des ingénieurs et est toujours sujette à de nombreux développements. Il s’agit d’une méthode complémentaire aux traditionnelles études de fiabilité et de sécurité : elle vise l’obtention plus rapide de résultats équivalents mais aussi la création de nouveaux outils d’analyse.
Le MBSA consiste à modéliser la propagation d’échecs au sein d’un système en utilisant un langage spécifique. Cette méthode relativement récente permet une coopération renforcée entre les ingénieurs systèmes et les ingénieurs fiabilité au travers de l’utilisation de modèles communs, notamment dans le contexte des programmes de constellations.
Les objectifs de cette étude sont d’abord d’évaluer l’intérêt de la méthode MBSA dans le contexte d’un programme de télécommunication et ensuite d’étudier les opportunités offertes par une telle approche, notamment via l’outil AltaRica.
Points clés
Domaine : technique d’évaluation de la fiabilité
Degré de diffusion de la technologie : émergence
Technologies impliquées : outils MBSA (AltaRica)
Domaines d’application : systèmes industriels complexes
Principaux acteurs français (liste non exhaustive) :
-
Institut : IRT-SystemX, développeur AltaRica
-
Universités : École polytechnique
L'expertise technique et scientifique de référence
KEYWORDS
Model-Based Safety Assesment (MBSA) | telecommunications constellation system | programming language Python | reliability
DOI (Digital Object Identifier)
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Glossaire4. Conclusion
La grande flexibilité de l’outil AltaRica permet aux ingénieurs fiabilité de participer aux choix architecturaux concernant le système. Comme cette étude le montre il est possible d’évaluer l’impact de différentes architectures satellite sur la performance de la constellation. La durée des calculs est acceptable. La génération du code AltaRica avec les 1 800 observateurs pour simuler la constellation et sa compilation sous AltaRica prend environ 10 minutes (avec un processeur 11e génération Intel(R) Core(TM) i7-1165G7 @ 2.80GHz, 2803 MHz, 4 cœurs, 8 processeurs logiques). Le calcul des 10 000 trajectoires est réalisé en moins de 3 minutes, permettant de modifier le système et d’obtenir rapidement les nouvelles capacités de performance. L’outil est donc adapté à la comparaison des capacités de performance de différentes architectures système.
Une faiblesse reste néanmoins la relative complexité de l’implémentation. L’implémentation du modèle du satellite doit être réalisée avec beaucoup de soins pour réduire la complexité. Cela requiert à la fois une bonne communication avec les équipes architectes et une bonne maîtrise en rédaction de code.
Comparativement, d’autres outils permettent d’obtenir des résultats similaires mais avec une flexibilité moindre (par exemple Excel, R…). Seuls les réseaux de Petri stochastiques basés sur les systèmes de transitions gardés peuvent faire concurrence avec AltaRica en matière d’adaptabilité et dans le cadre d’une évaluation similaire. Mais ces concepts mathématiques restent abstraits et sont donc éloignés de l’application à un système. AltaRica offre donc un réel avantage.
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BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - LAFOND (J.-C.), VOURCH (E.), DELEPAUX (F.), LEPELTIER (P.), BOSSHARD (P.), DUBOS (F.), FEAT (C.), LABOURDETTE (C.), NAVARRE (G.), BASSALER (J.-M.) - Thales Alenia Space multiple beam antennas for telecommunication satellites. - In : The 8th European Conference on Antennas and Propagation (EuCAP 2014). The Hague, Netherlands : IEEE, p. 186-190. isbn : 978-88-907018-4-9. doi : 10.1109/EuCAP.2014.6901723 (2014).
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(3) - PROSVIRNOVA (T.) - AltaRica 3.0 : a Model-Based approach for Safety Analyses. - In : Thèse de l'École Polytechnique (2014).
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(4) - BILBA (T.), MAILLAND (D.), DUMONT (L.), SCHAFF (M.) - Expérimentation de la méthodologie MBSA au domaine Spatial. - In : Lambda-Mu, 22e Congrès de Maîtrise des Risques et Sûreté de fonctionnement (2020).
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(5)...
DANS NOS BASES DOCUMENTAIRES
Intégrateur
https://www.thalesgroup.com/en/global/activities/space
HAUT DE PAGE
Institut, développeurs d'AltaRica
https://www.irt-systemx.fr/en/projets/oar/
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Cursus Sciences et Défis du Spatial
https://portail.polytechnique.edu
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Filiale d'ArianeGroup
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