L’outil bond graph a la capacité de pouvoir décrire la complexité des systèmes énergétiques, en grande majorité régis par l’interaction mutuelle de plusieurs phénomènes et associant des technologies issues de disciplines différentes. Ce langage permet une approche unifiée, de nature graphique, qui plus est évolutive. Le recours aux bonds graphs et l’utilisation de variables génériques de puissance permettent de sélectionner les variables de puissance en fonction du système physique à modéliser. Cet article présente des applications pour la modélisation des systèmes thermiques à une seule énergie et à énergies couplées.

De par l’interaction de plusieurs phénomènes de natures diverses (stockage, dissipation d’énergie…), et la mise en œuvre d’énergies de nature différente (mécanique, chimique, thermodynamique, etc.), les procédés énergétiques possèdent généralement un comportement fortement non linéaire. L’outil bond graph (graphe de liaison) à vocation pluridisciplinaire traduit explicitement la nature des échanges de puissance dans de tels systèmes. Cet article présente les concepts et définitions de ce langage unifié, de nature graphique, fortement évolutif, avant de s’intéresser aux choix des variables de puissance et d’énergie dans les systèmes énergétiques.

Le présent article concerne une application de la modélisation Bond Graph pour la surveillance en ligne d'une installation de génération de vapeur d'une puissance de 55 KW et qui représente le fonctionnement à échelle réduite d'une centrale thermique. Ce travail présente le modèle Bond Graph dynamique, complexe dû au couplage des différents phénomènes (thermique, fluidique, mécanique, électrique), puis l'implémentation temps réel, ainsi que le test des algorithmes de surveillance (générés directement du modèle Bond Graph) sur l'interface graphique de supervision.

Dans cet article, l’outil bond graph à caractère multidisciplinaire est utilisé pour la conception intégrée des systèmes de surveillance robuste, allant de la modélisation à la génération des algorithmes de supervision.

Les propriétés structurelles et causales du bond graph sont exploitées pour analyser les conditions de surveillabilité (aptitude à détecter et localiser les défauts) avant réalisation industrielle, de même qu'ensuite, dans une deuxième phase, pour implémenter les algorithmes de diagnostic robustes en ligne.

La méthodologie est illustrée ici par un exemple académique représenté par un moteur à courant continu.