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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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Lire l’articleAuteur(s)
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Pierre SAMMUT : Thales Alenia Space France, Toulouse, France - Élève ingénieur ISAE-Supaero, Toulouse
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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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Suggestions d’amélioration pour la méthodologie MBSA
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4. Expérimentation
4.1 Fonctionnement nominal
Chaque centre de contrôle détermine le message de navigation grâce à un réseau de stations au sol. Ensuite, il communique avec le segment spatial via le réseau de stations montantes.
HAUT DE PAGE4.1.1 Principe de la modélisation
Le système fictif (figure 2) constitué de deux centres de contrôle sol (ground control center ou CC) d’une mission en redondance a été modélisé. Chaque CC bénéficie de plusieurs redondances internes représentées sur le bloc diagramme de fiabilité.
Le système fonctionne si au moins l’un des deux centres de contrôle sol fonctionne. En priorité, le fonctionnement du CC1 est imposé, mais si celui-ci est perdu, il est possible de basculer sur le CC2. Le CC2 demeure en état stand-by tant que le CC1 fonctionne. Si celui-ci tombe en défaillance, le CC2 prend le relais. Le système est considéré en état de défaillance lorsque le CC1 puis le CC2 sont perdus successivement. À partir du bloc diagramme de fiabilité, le système est modélisé sur la figure 3. Un observable permet de déterminer quand la fonction globale n’est plus assurée.
À chaque équipement est associé un taux de défaillance. La défaillance de l’un des équipements du système se propage à l’intérieur d’une chaîne : par exemple, si A1 est défaillant, la chaîne bleue et le bloc vert qui suivent cet équipement auront un flux de sortie négatif, ce qui rend la chaîne 1 avant la porte OU défaillante. Le système décrit ci-dessus a été implémenté grâce au langage AltaRica 3.0. À cette fin, deux classes distinctes CC1 et CC2 ont été codées (figures 4 et 5).
CC2 possède un événement CCStart et un booléen inputFlow de plus par rapport à CC1. Lorsque le CC1 ne fonctionne plus, inputFlow de la classe CC2 reçoit la valeur False depuis outCC1 via les assertions, ce qui crée une bascule vers le CC2 après déclenchement manuel de l’événement CCStart :...
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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. - 18e...
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 modes de défaillance...
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QUIZ ET TEST DE VALIDATION PRÉSENTS DANS CET ARTICLE
1/ Quiz d'entraînement
Entraînez vous autant que vous le voulez avec les quiz d'entraînement.
2/ Test de validation
Lorsque vous êtes prêt, vous passez le test de validation. Vous avez deux passages possibles dans un laps de temps de 30 jours.
Entre les deux essais, vous pouvez consulter l’article et réutiliser les quiz d'entraînement pour progresser. L’attestation vous est délivrée pour un score minimum de 70 %.
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