Habilitation

Diagnostic à base de modèles des systèmes technologiques

Habilitation à Diriger des Recherches soutenue le 18 novembre 1997 devant la commission d'examen :

  • Rapporteurs

    • Bernard Dubuisson, Professeur, UTC
    • José Ragot, Professeur, ENSG-INPL
    • Marcel Staroswiecki, Professeur, Université de Lille I

  • Examinateurs

    • René Husson, Professeur, ENSEM-INPL
    • Philippe Mouyon, Ingénieur de recherche, ONERA-CERT
    • Ronald Patton, Professeur, Université de Hull

  • Mots clefs

    Diagnostic, Surveillance, Supervision, Validation de données, Positionnement de capteurs, Robustesse

  • Résumé étendu

    L'habilitation à diriger des recherches est en place depuis une dizaine d'années. Elle continue cependant de revêtir des formes très différentes. Constituée simplement de quelques publications reliées sans explications complémentaires ou, au contraire, d'une synthèse scientifique de trois cent pages, les formes que les candidats à ce titre lui donnent sont très variées. Ayant lu un certain nombre de ces documents, j'ai essayé de faire la synthèse des présentations qui m'ont le plus séduites.

    Le mémoire que je présente en vue de l'obtention de l'habilitation à diriger des recherches est donc constitué de trois documents séparés. Le premier document est un "Curriculum vitae étendu" dont l'objet est de me présenter. Il comprend une partie intitulée "activité de recherche" dans laquelle je décris, sous forme d'un rapport d'activité, les dix années de recherche conduites après ma thèse. Le second document, que j'ai intitulé "Contexte scientifique", situe les thématiques de recherche auxquelles je me suis intéressé. Ce document ne constitue pas une synthèse en ce sens qu'il est volontairement incomplet ; seuls figurent les thèmes auxquels j'ai pu apporter une contribution. On notera, par exemple, que la conception d'observateurs en présence d'incertitudes non structurées ou que cette même conception par placement de la structure propre ne sont pas évoqués. Je suis bien sûr le développement de ces travaux, mais je n'y ai pas, pour l'instant, apporté de contribution ; ils ne figurent donc pas dans ce document. Enfin, le troisième document est une sélection d'articles dont je suis co-auteur. Ils ont été choisis de manière à illustrer le mieux possible les différentes thématiques de recherche que j'ai abordées.

    Le travail présenté ici s'inscrit dans le contexte de la supervision et peut être plus particulièrement celui de la surveillance de fonctionnement des processus (le terme supervision ayant peut être une connotation trop "informatique industrielle", c'est-à-dire liée principalement à la mise en oeuvre et non aux méthodes). Il concerne, d'une part, la détection de défauts des processus très souvent, bien qu'improprement à mon sens, appelée diagnostic de défauts ou même simplement diagnostic des systèmes et, d'autre part, propose une contribution à la conception des systèmes.

    Le diagnostic de fonctionnement des processus est souvent décomposé en trois phases. La première concerne la détection du mode de fonctionnement, la seconde, la qualification de ce mode et enfin, la dernière, la décision à partir de la reconnaissance de ce mode. Cette définition, bien qu'assez juste me semble cependant trop réductrice et trop floue pour bien caractériser tout ce que doit recouvrir le diagnostic d'un processus.

    Comme le titre de ce mémoire l'indique clairement, nous nous sommes plus particulièrement focalisé sur les méthodes à base de modèles. Cependant, à notre sens, une "bonne" méthode de diagnostic doit sans doute utiliser conjointement et judicieusement l'approche basée sur l'utilisation de modèles et l'approche "sans modèle" (reconnaissance de forme, intelligence artificielle, systèmes experts).

    Hormis un chapitre inroductif qui permet de présenter le problème du diagnostic à base de modèles des systèmes technologiques et de situer la thématique du travail présenté, le second document est organisé en trois chapitres.

    Le premier brosse un panorama des méthodes permettant de générer des relations de redondance analytique. Celles-ci sont globalement désignées par "méthodes de l'espace de parité" en ce sens qu'on se place dans un espace dans lequel toutes les grandeurs sont connues et donc que l'on peut vérifier leur cohérence par rapport à des modèles.

    Le second chapitre est consacré aux méthodes de génération de résidus à base de reconstructeurs d'état ; observateurs "classiques", observateurs à entrées inconnues, observateurs non-linéaires, ... Il présente également des techniques de reconstruction d'état issues des méthodes de reconciliation de données utilisées pour les systèmes en régime de fonctionnement statique.

    Le troisième chapitre concerne le problème de conception d'architecture d'instrumentation. Les résultats présentés ne concernent que les systèmes linéaires en régime statique. L'introduction de la notion de degré de redondance d'une variable, permet l'écriture d'un cahier des charges simplifié incluant le niveau de redondance souhaité, les spécifications sur la détectabilité-isolabilité des défauts de capteurs ainsi qu'une éventuelle prise en compte de la fiabilité globale de l'architecture.

Téléchargement des documents sous forme de fichiers Postscript

Remonter

Envoyez vos suggestions à Didier[point]Maquin[arobase]ensem[point]inpl-nancy[point]fr

Dernière modification : 10 mai 2008