Bibliographie & annexes
Présentation
RÉSUMÉ
Cet article a pour objectif de présenter les principes de sécurisation pouvant être mis en oeuvre dans le cadre des systèmes mécatroniques, afin de réduire le risque de défaillance. Un système mécatronique est composé d'éléments de différentes natures : des composants mécaniques, électroniques et logiciels. Deux aspects particuliers sont abordés : les aspects "architecture matérielle" (composante électronique) et les aspects "application logicielle" (composante informatique). La sécurisation d'une architecture matérielle a été l'occasion de nombreux travaux, qui ont permis de définir différents mécanismes tels que la détection des défauts, la diversité, la redondance temporelle, la redondance du matériel, la redondance des données et la reprise.
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The aim of this article is to introduce the security principles that can be implemented within the framework of mechatronic systems, in order to reduce the risk of default. A mechatronic system is composed of elements of various natures: mechanical, electronic and software components. Two particular aspects are dealt with: "hardware architecture" (electronic component) and "software application" (computer components). The securing of a hardware architecture was the subject of numerous studies, which helped to define various mechanisms such as fault detection, diversity, temporal redundancy, hardware redundancy, data redundancy and recovery.
Auteur(s)
-
Jean-Louis BOULANGER : Docteur en science de l'informatique - Évaluateur-Certificateur
INTRODUCTION
Les systèmes mécatroniques sont de plus en plus complexes et induisent par voie de conséquence des défaillances de plus en plus fréquentes qu'il faut combattre pour en limiter le risque par un ensemble de techniques qui sont regroupées sous le terme de sécurisation des systèmes. Notre intérêt se porte sur deux composantes des systèmes mécatroniques :
-
les aspects « architecture matérielle » (la composante électronique) ;
-
les aspects « application logicielle » (la composante informatique).
Le risque lié à la composante mécanique n'est pas traité ici et le lecteur se reportera au dossier concernant l'intégration de la sécurité à la conception des machines [BM 5 007].
Ce premier dossier [BM 8 070] fait essentiellement l'objet des techniques de sécurisation d'une architecture matérielle électronique, avec un rappel des principes de base de la sûreté de fonctionnement et de la définition des entraves pouvant impacter le bon fonctionnement d'un système. La norme IEC 61508 caractérise les exigences à mettre en œuvre pour démontrer la sécurité d'un système E/E/EP (électrique/électronique/électronique programmable). Cette norme a été déclinée pour différents domaines (ferroviaire, automobile...). Les techniques de mise en sécurité de ces architectures électroniques comme la détection des défauts, la diversité, la redondance temporelle, la redondance du matériel, la redondance des données et la reprise sont illustrées par des exemples qui sont tous des représentations d'applications réelles des différents domaines (aéronautique, ferroviaire, automobile, spatial, nucléaire...). Un deuxième dossier [BM 8 071] traite des techniques de sécurisation d'une application logicielle.
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VERSIONS
- Version courante de déc. 2021 par Jean-Louis BOULANGER
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Concepts de base4. Synthèse et conclusion
L'intégration de composants électroniques dans un système mécanique implique, au niveau de la mise en sécurité, l'utilisation de techniques spécifiques à ces composants et à l'architecture électronique (le hardware) afin d'assurer la sécurisation d'un système mécatronique.
Il existe en effet des techniques permettant de détecter et même de corriger des erreurs produites par des fautes aléatoires, voire systématiques.
Ces techniques sont très courantes dans différents domaines (transport ferroviaire, transport aérien, énergie, contrôle de processus, automobile, etc.). Ce dossier a été l'occasion de les présenter en les illustrant par des exemples significatifs, mais le nombre de possibilités ne permet pas une énumération exhaustive. En complément, nous conseillons de lire qui présente des exemples concrets d'architectures sûres de fonctionnement.
À présent, ces techniques font l'objet de normes et réglementations européennes qui doivent être nécessairement prises en compte par les concepteurs de systèmes mécatroniques.
Dans un deuxième dossier [BM 8 071], nous verrons qu'il faut également prendre en compte des techniques spécifiques concernant l'aspect informatique, c'est-à-dire les techniques de sécurisation des applications logicielles.
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Synthèse et conclusion
BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - ABRIAL (Jr.) - The B book – Assigning programs to meanings. - Cambridge University Press, Cambridge, août 1996.
-
(2) - BALEANI (M.), FERRARI (A.), MANGERUCA (L.), PERI (M.), PEZZINI (S.) - Fault-tolerant platforms for automotive safety critical applications. - Proceedings of the 2003 international conference on Compilers, architecture and synthesis for embedded systems, p. 170-177 (2003).
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(3) - BIED-CHARRETON (D.) - Concepts de mise en sécurité des architectures informatiques. - Recherche Transports Sécurité, no 64, p. 21-36, juil.-sept. 1999.
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(4) - DUFOUR (J.L.) - Automotive safety concepts : 10-9/h for less than 100E a piece. - Automation, Assistence and Embedded Real Time Platforms for Transportation, AAET, Braunschweig, Allemagne, 16-17 fév. 2005.
-
(5) - ESSAME (D.), ARLAT (J.), POWELL (D.) - Tolérance aux fautes dans les systèmes critiques. - Rapport LAAS, no 151, mars 2000.
-
...
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ANNEXES
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SCADE http://www.esterel-technologues.com/products/scade-suite
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Société ESTEREL Technology commercialisant l'environnement SCADE http://www.esterel-technologies.com/
Société CLEARSY commercialisant l'atelier B http://www.clearsy.com
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