Les contraintes des marchés et les attentes de la société vis-à-vis des systèmes industriels en termes économique, sécuritaire, environnementaux requièrent de considérer les performances de ces derniers de façon globale sur l'ensemble de leur cycle de vie. Cela nécessite de mettre en synergie, par exemple avec des ingénieries couplées dès la conception, le système principal et ses systèmes contributeurs, et notamment celui de soutien avec son processus pivot de maintenance. Cette focalisation intégrative sur la maintenance a conduit à évoluer d'anciennes pratiques de maintenance vers de nouvelles plus proactives faisant émerger des stratégies prévisionnelles dont le processus clé est le pronostic. Cependant ce processus fait l'objet d'un réel manque de formalisation et les travaux existants restent principalement centrés sur les composants, sans prendre en compte les performances des systèmes. Ainsi notre contribution porte sur la proposition d'architectures génériques de pronostic système permettant d'obtenir les évolutions futures des dégradations/défaillances des composants et des performances de niveaux système/sous-systèmes/composants : soit directement par un pronostic adapté, soit par modélisation de la causalité dysfonctionnelle sous forme de relations logiques supportées par un réseau de neurones flou ANFIS. Une méthodologie est associée pour définir les indicateurs de dégradation et de performance, aboutissant à la réalisation des architectures. Enfin la faisabilité de cette approche est démontrée sur un système de déroulage/pressage de la plateforme TELMA / Today requirements and constraints on industrial systems about economic, safety, ecological points of view lead to consider their performances with a global view taking into account all the system lifecycle. Thus the design of the system-of-interest has to be connected as soon as possible with the enabling systems designs, and more particularly the logistic support based on the key process of maintenance. This new consideration about maintenance allowed to change practices from reactive to predictive ones with the emergence of the proactive maintenance built on the prognostic process. However this process still lacks of generic formalization and existing works focus mainly on component level without tackling system performances. Therefore our contribution is related to the modelling of generic architectures for the systems prognostic which assesses future evolution of degradation/failure components and system/subsystem/component level performances: either by prognosticating with an adapted model, or by modelling the dysfunctional causality with logical relations supported by a neuro-fuzzy tool ANFIS. A methodology is given to define indicators for degradations and performances and to build architecture. Finally, the feasibility of this approach is shown on the manufacturing TELMA platform

Cette thèse porte sur l'étude des systèmes complexes tels que les systèmes mécatroniques, en tenant compte de leur aspect dynamique, hybride, reconfigurable et multitechnologies. Le premier chapitre est consacré au contexte actuel des systèmes mécatroniques et la nécessité qu'ils soient conçus et développés de manière collaborative afin d'obtenir des systèmes sûrs de fonctionnement. La démarche systémique aide à l'étude de ces systèmes complexes. Le second chapitre expose les différentes méthodes utilisées dans l'analyse qualitative ainsi que dans l'analyse quantitative. Le choix se porte alors sur les méthodes SADT et SA-RT pour l'analyse fonctionnelle, l'AMDE et l'AEEL pour l'analyse dysfonctionnelle et sur les réseaux de Petri pour l'analyse quantitative. Le dernier chapitre expose la méthodologie proposée pour l'estimation de la fiabilité des systèmes mécatroniques ainsi que l'application de cette méthodologie sur un système ABS. Finalement, les conclusions et les perspectives de l'approche proposée sont émises.

Textes présentés lors du colloque tenu à Montréal en mars 1998. / "Une réalisation du Conseil de développement de la recherche sur la famille du Québec, avec la collaboration conjointe des Centres jeunesse Mauricie--Centre-du-Québec et de l'Université du Québec à Trois-Rivières". Conference held in Montreal March 1998. "Une réalisation du Conseil de développement de la recherche sur la famille du Québec, avec la collaboration conjointe des Centres jeunesse Mauricie-Centre-du-Québec et de l'Université du Québec à Trois-Rivières." Titre de l'écran-titre (visionné le 27 juillet 2005). Mode d'accès: Web. "Une réalisation du Conseil de développement de la recherche sur la famille du Québec avec la collaboration conjointe des Centres jeunesse Mauricie - Centre-du-Québec et de l'Université du Québec à Trois-Rivières" Une réalisation du Conseil de développement de la recherche sur la famille du Québec avec la collaboration conjointe des Centres jeunesse Mauricie-Centre-du-Québec et de l'Université du Québec à Trois-Rivières. Sur la p. de t.: Une réalisation du Conseil de développement de la recherche sur la famille du Québec avec la collaboration conjointe des Centres jeunesse Mauricie-Centre-du-Québec et de l'Université du Québec à Trois-Rivières. Textes présentés lors du colloque tenu à Montréal en mars 1998. CaQTU CaQTU CaQCU CaQCU CaQCU CaQHU CaQRUQR CaQRU CaQRU Includes bibliographical references. Comprend des bibliogr. Comprend des bibliographies. Paraît aussi en version papier. Publ. également dans Internet (visionné le 15 mars 2006). CaQCU CaQRU

Les contraintes des marchés et les attentes de la société vis-à-vis des systèmes industriels en termes économique, sécuritaire, environnementaux... requièrent de considérer les performances de ces derniers de façon globale sur l'ensemble de leur cycle de vie. Cela nécessite de mettre en synergie, par exemple avec des ingénieries couplées dès la conception, le système principal et ses systèmes contributeurs, et notamment celui de soutien avec son processus pivot de maintenance. Cette focalisation intégrative sur la maintenance a conduit à évoluer d'anciennes pratiques de maintenance vers de nouvelles plus proactives faisant émerger des stratégies prévisionnelles dont le processus clé est le pronostic. Cependant ce processus fait l'objet d'un réel manque de formalisation et les travaux existants restent principalement centrés sur les composants, sans prendre en compte les performances des systèmes. Ainsi notre contribution porte sur la proposition d'architectures génériques de pronostic système permettant d'obtenir les évolutions futures des dégradations/défaillances des composants et des performances de niveaux système/sous-systèmes/composants : soit directement par un pronostic adapté, soit par modélisation de la causalité dysfonctionnelle sous forme de relations logiques supportées par un réseau de neurones flou ANFIS. Une méthodologie est associée pour définir les indicateurs de dégradation et de performance, aboutissant à la réalisation des architectures. Enfin la faisabilité de cette approche est démontrée sur un système de déroulage/pressage de la plateforme TELMA.

La sécurité-innocuité est une propriété émergente des systèmes critiques de sécurité (SCS), notamment les systèmes ferroviaires. Cet aspect émergent complexifie leur processus du développement et nécessite un raisonnement judicieux permettant de diminuer les dangers. Cette thèse propose une approche ontologique qui intègre les activités de sécurité dès les premières phases de conception des SCS. Ce cadre structuré offre une harmonisation sémantique entre les domaines impliqués, tels que l'ingénierie de sécurité et l'Ingénierie des Exigences Dirigée par les Buts (IEDB). La logique métier intégrée dans cette approche est validée par des cas d'étude ferroviaires d'accidents réels et d'une mission télé-opérée. Dans un premier temps, nous avons proposé une ontologie d'analyse dysfonctionnelle appelée DAO et fondée sur l'ontologie de haut niveau UFO. DAO considère les aspects sociaux-techniques et environnementaux des SCS et intègre les différents types de fautes et de propriétés cognitives liés respectivement aux défaillances techniques et aux erreurs humaines. Le modèle conceptuel de DAO est exprimé en OntoUML et formalisé en langage OWL afin de fournir un support de raisonnement. Ensuite, un pont sémantique est établi entre les mesures de sécurité, les buts de sécurité et les exigences de sécurité par le développement d'une ontologie de gestion de sécurité orientée-but, appelée GOSMO. La gestion des décisions de sécurité s’appuie sur la réinterprétation du modèle de contrôle d'accès Or-Bac d'un point de vue sécurité-innocuité. Afin d'assurer la cohérence globale des exigences, GOSMO permet de structurer la gestion des évolutions des exigences et leur traçabilité. / Safety is an emergent property of safety critical systems (SCS), including railway systems. This emergent aspect exacerbates their development process and requires a thorough reasoning to reduce hazards. This thesis proposes an ontological approach that integrates safety activities from the early design stages of SCS. This structured framework provides a semantic harmonization between the involved domains, such as safety engineering and Goal Oriented Requirements Engineering (GORE). The business logic integrated in this approach is validated by real rail accident scenarios and a remotely operated task. At first, we proposed a dysfunctional analysis ontology called DAO and based on the high-level ontology UFO. DAO considers the socio-technical and environmental aspects of SCS and integrates the different types of faults and cognitive properties that are respectively related to technical failures and human errors. The DAO conceptual model is expressed in OntoUML and formalized in OWL language in order to provide a reasoning support. Then, a semantic bridge is established between safety measures, safety goals and safety requirements through the development of a goal-oriented security management ontology, called GOSMO. The management of safety decisions is based on the reinterpretation of the Or-Bac access control model from a safety point of view. In order to ensure the overall consistency of requirements, GOSMO allows structuring the management of requirements changes and their traceability

L’étude de la fiabilité des systèmes mécatroniques est un axe de recherche relativement récent. Ces études doivent être menées au plus tôt au cours de la phase de conception, afin de prévoir, modéliser et concevoir des systèmes fiables, disponibles et sûrs et de réduire les coûts et le nombre de prototypes nécessaires à la validation d’un système. Après avoir défini les systèmes mécatroniques et les notions de sûreté de fonctionnement et de fiabilité, nous présentons un aperçu des approches existantes (quantitatives et qualitatives) pour la modélisation et l’évaluation de la fiabilité, et nous mettons en évidence les points d’amélioration et les pistes à développer par la suite.Les principales difficultés dans les études de fiabilité des systèmes mécatroniques sont la combinaison multi-domaines (mécanique, électronique,informatique) et les différents aspects fonctionnels et dysfonctionnels (hybride, dynamique, reconfigurable et interactif). Il devient nécessaire d’utiliser de nouvelles approches pour l’estimation de la fiabilité.Nous proposons une méthodologie d’évaluation de la fiabilité prévisionnelle en phase de conception d’un système mécatronique, en prenant en compte les interactions multi-domaines entre les composants, à l’aide de la modélisation par Réseaux de Pétri,Réseaux bayésiens et fonctions de croyance.L’évaluation de la fiabilité en phase de développement doit être robuste, avec une confiance suffisante et prendre en compte tant les incertitudes épistémiques concernant les variables aléatoires d’entrée du modèle utilisé que l’incertitude sur le modèle pris en hypothèse. L’approche proposée a été appliquée à l’«actionneur intelligent» de la société Pack’ Aero. / Reliability analysis of mechatronic systems is one of the most dynamic fields of research. This analysis must be conducted during the design phase, in order to model and to design safe and reliable systems. After presenting some concepts of mechatronic systems and of dependability and reliability, we present an overview of existing approaches (quantitatives and qualitatives) for the reliability assessment and we highlight the perspectives to develop. The criticality of mechatronic systems is due, on one hand, to multi-domain combination (mechanical, electronic, software), and, on the other hand, to their different functional and dysfunctional aspects (hybrid, dynamic, reconfigurable and interactive). Therefore, new approaches for dependability assessment should be developped. We propose a methodology for reliability assessment in the design phase of a mechatronic system, by taking into account multi-domain interactions and by using modeling tools such as Petri Nets and Dynamic Bayesian Networks. Our approach also takes into account epistemic uncertainties (uncertainties of model and of parameters) by using an evidential network adapted to our model. Our methodology was applied to the reliability assessment of an "intelligent actuator" from Pack’Aero