Cosimulation des phénomènes de Compatibilité électromagnétique des systèmes électriques complexes dans les transports – ECOCES

Le nombre croissant de dispositifs d’électronique de puissance dans une automobile et leur impact sur le réseau électrique du véhicule imposent des contraintes de plus en plus sévères en termes de fiabilité et de sécurité. Les constructeurs automobiles sont aujourd’hui confrontés à deux préoccupations majeures: ils doivent s’assurer du respect des normes limitant les émissions parasites de l’automobile et le respect de l’exposition des personnes aux champs Electromagnétiques (EM) à l’intérieur du véhicule et ils doivent garantir le bon fonctionnement de l’ensemble des équipements dans une ambiance EM normalement polluée. Les enjeux dans les véhicules de demain vont au-delà de ces aspects au travers de la vulnérabilité aux agressions EM des systèmes de conduite autonome. En effet, les câblages et les E/S sont autant de vecteurs d’entrée possibles pour des perturbations visant à faire dysfonctionner le guidage ou pour des écoutes EM permettant d’espionner l’état du véhicule.
Il est donc primordial de savoir installer ces nouveaux équipements sans risque pour leur environnement proche et de maitriser les dispositifs permettant leur protection. La compatibilité électromagnétique (CEM) entre les équipements est assurée d’une part à l’aide de règles d’installation visant à minimiser les couplages avec les circuits de puissance, mais également par l’obligation que ces équipements ont à se conformer à des normes qui limitent les émissions de perturbations Radio Fréquence et qui rend robuste les systèmes aux agressions extérieures. C’est pourquoi l’étude CEM d’un véhicule doit aujourd’hui faire partie intégrante du développement d’un véhicule et doit intervenir dès le début de la phase de conception de celui-ci. Cela donnerait un avantage concurrentiel conséquent au vu de la diminution des coûts et du temps de développement. On peut aussi évoquer la possibilité de contraintes normatives pouvant être plus restrictives et permettant ainsi de préserver les marchés de dispositifs moins bien conçus et présentant plus de risques. La détermination des performances EM des systèmes complexes des véhicules actuels et à venir est le principal verrou au déploiement de nouvelles technologies (guidage, propulsion électrique …). L’ensemble des partenaires du projet vise à dépasser ce point bloquant.
L’optimisation CEM de systèmes complexes tels qu’un véhicule complet passe donc par le développement de méthodologies de modélisation sophistiquées. En conséquence, il est fondamental de bien préparer cette évolution technologique et de proposer des approches de simulation dédiées aux systèmes complexes.
La modélisation orientée système s’est considérablement améliorée ces vingt dernières années tant par la finesse de description des modèles électriques ou électromagnétiques que par la puis-sance de calcul disponible. Cependant l’utilisation directe des ou¬tils existants pour l’analyse d’un grand système, prenant en compte les inte¬ractions fortes entre sous-systèmes, n’a pas pour autant progressé.
Il est donc impératif de faire échanger les différents modèles des sous-ensembles car aucune méthode ne permettra une modélisation complète d’un système industriel. La pierre angulaire de la démarche proposée dans ce projet est de mettre en place une méthodologie de co-simulation en réseau afin de mobiliser simultanément et de façon distribuée l’ensemble des modèles parcellaires nécessaires à une modélisation système complète. Dans cette approche les différents modèles ne sont ni partagés entre partenaires ni intégrés dans un seul outil mais communiquent en temps réel à travers leurs interfaces. Pour parvenir à réaliser une telle co-simulation il est évidemment indispensable de lever certains verrous relatifs aux modèles pertinents pour les différents sous-ensembles, mais il est également primordial de faire cohabiter et communiquer dans une même simulation ces différentes briques élémentaires au travers de l’échange de données pertinentes.