Simulation et CAO en automatique et mécatronique

La simulation s’est développée principalement pour répondre aux besoins d’autorisation, elle concerne de ce fait essentiellement les phénomènes dynamiques. En automatique apparaît clairement la nécessité d’utiliser des modèles dynamiques « simples » ou plutôt « juste nécessaires » à partir desquels pourra s’effectuer la synthèse des lois de commande. Les premiers outils de simulation de l’automaticien furent les calculateurs analogiques à lampes suivis des circuits intégrés. Un passage rapide par les calculateurs hybrides (analogiques et numériques) à conduit ensuite à partir des années 1970 à l’utilisation presque exclusive du calculateur numérique. Sur le plan de la normalisation, on trouve une normalisation des opérateurs mathématiques pour les calculateurs analogiques, suivie par le langage normalisé CSSL (Continu System Simulation Langage, 1960) [1]. Plusieurs outils de simulation ont supporté ce standard, le logiciel « leader » dans les années 1980 étant ACSL (Mitchell & Gauthier Associates). C’est aussi dans ces années que le rôle de la simulation va être bouleversé par son intégration dans le cycle de conception de systèmes incluant une électronique de commande qui devient de plus en plus sophistiquée, associée à la nécessité incontournable de maîtriser l’ensemble du système. D’une activité réservée à quelques initiés apparaît le besoin d’étendre la simulation aux activités de conception des produits modernes de grande diffusion dans lesquels l’électronique de commande décuple les possibilités, mais aussi remet en question les méthodes de conception jusqu’alors basées sur un découpage par disciplines scientifiques. En effet, chaque spécialiste a une perspective de vue par rapport aux sous-problèmes posés et l’association est rarement optimale du fait des barrières de communication entre ces spécialistes. Cette situation se résume dans la formule par laquelle on exprime que l’ensemble est plus que la somme des différentes parties, en ce sens qu’à partir des propriétés des différentes parties il n’est pas trivial de déduire le comportement de l’ensemble.

De ce contexte, émerge l’idée de « conception simultanée » quelques fois nommée « approche système » ou « approche mécatronique » où la simulation joue un rôle crucial.

De ce point de vue, on comprend pourquoi les outils de simulation propres à aider l’automaticien s’inscrivent dans une plate-forme d’aide à la conception présentée dans cet article et dans laquelle l’automaticien joue un rôle transversal.