SIMulation pour le Procédé et l'Automatique 2 – C6E2 SIMPA2

1) Introduction

L'ingénierie des systèmes complexes nécessite des outils de prototypage numérique, adaptés pour :
- faire la synthèse entre les métiers,
- assurer le lien entre des outils spécialisés et les outils système,
- assurer la continuité à tous les niveaux du processus de conception,
- assurer la continuité entre conception et validation,
- réduire la dépendance vis à vis de fournisseurs exclusifs d'outils,
- réduire les coûts des études,
- assurer la pérennité des modèles.

Les résultats des projets RNTL SIMPA et METISSE ont démontré l'intérêt de baser ces outils sur le langage Modelica.

Modelica est un langage libre pour la modélisation des systèmes multi-physiques. Il est déclaratif et a-causal, ce qui permet d'exprimer les modèles sous forme de spécifications mathématiques formelles, indépendantes des outils. Le simulateur est obtenu en transformant ces équations en algorithme de calcul grâce à un compilateur.

A ce jour, Dymola est le seul environnement commercial basé sur Modelica.

Pour pérenniser cette approche, il est nécessaire de créer un véritable marché autour de Modelica. Le meilleur moyen d'atteindre cet objectif est de mettre à disposition un environnement libre opérationnel répondant aux besoins des industriels.

SIMPA2 a donc pour objectifs :
- de mettre à disposition sous licence libre un compilateur Modelica complet. Il doit :
o supporter l'intégralité du langage Modelica,
o être autoportant,
o pouvoir être intégré dans n'importe quel environnement de simulation,
o répondre à la problématique des partenaires industriels du projet.
- et de l'intégrer dans les environnements de simulation libre Scicos, et commercial AMESim.

Domaine principal : Thème 3 - développement de nouveaux algorithmes pour la modélisation et la simulation temps réel des systèmes multi-physiques et de leur contrôle-commande. Les résultats du projet permettront de développer des prototypes virtuels multidisciplinaires par assemblage de composants métiers, de les simuler en temps réel, et d'exploiter les résultats de calcul grâce à des outils d'analyse variés.

Domaine secondaire : Thème 1 - maîtrise de la complexité de la construction des environnements de simulation grâce à une approche générative à partir de modèles formels exprimés sous forme mathématique dans un langage unifié et standard.

2) Objectifs de recherche du projet

Les avancées recherchées sont dans les domaines :
- de la modélisation et la simulation des systèmes implicites hybrides : apports méthodologiques, amélioration de la performance de la simulation.
- du dimensionnement des systèmes physiques par inversion de modèle et résolution du problème inverse.

Le verrou technologique visé est la modélisation et la simulation efficaces des gros systèmes hybrides implicites (de l'ordre de 10 000 équations), décrits de manière directe ou inverse sous forme de contraintes portant sur les paramètres et/ou les conditions initiales.

L'approche technologique consiste à représenter les modèles sous forme a-causale, grâce au langage Modelica, et à générer un code de simulation performant, adapté au problème posé.

Le projet est basé sur les acquis du projet RNTL SIMPA.

3) Objectifs industriels du projet

Ces objectifs sont de :
- fournir un noyau libre commun, robuste et performant pour les plates-formes d'aide à la conception et la validation de systèmes dynamiques multidisciplinaires complexes par prototypage virtuel,
- permettre de couvrir les besoins de la conception préliminaire (pré-dimensionnement) jusqu'à la génération de code temps réel,
- réduire la dépendance vis-à-vis de fournisseurs exclusifs d'outils,
- renforcer la pérennité des modèles en se basant sur le langage standard libre Modelica,
- diminuer les coûts de développement des modèles :
o en mettant en place des méthodologies de modélisation performantes,
o en mutualisant les efforts avec d'autres acteurs partageant la même problém