Thèse Boris DESJOUIS

Réalisation d'un simulateur évolutif, système multi-agents
et approche dirigée par les modèles : application à la simulation électrique ferroviaire.

 

La traction ferroviaire est apparue au XIXème siècle. Son développement est dû au fait qu’elle permet le déploiement de modes de transports de masses, économiques, fiables et sécurisés. Il a été rendu possible par la mise en œuvre de moyens techniques et humains considérables qui doivent perdurer pour assurer son bon fonctionnement. Nous aurions tort de penser qu’il est aisé de faire circuler des trains à grandes vitesses à 3 minutes d’intervalle pour assurer le meilleur service possible tout en garantissant la sûreté des voyageurs. Ceci rend la problématique ferroviaire particulière, et intéressante, car elle se situe à l’interface de différents métiers qui doivent tous être coordonnés.
La difficulté d’évaluation des situations ferroviaires a mené au développement d’outils de simulation spécifiques dont il est aujourd’hui impossible de se priver pour entretenir, modifier ou étendre le réseau. Ces travaux se focalisent ainsi sur les outils d’aide au dimensionnement des installations de tractions électrique. Ces dernières constituent le cœur même du système puisque c’est à travers elles que le réseau s’alimente en énergie. Le coût énergétique a toujours été au centre des préoccupations et est à nouveau la raison profonde qui motive ces travaux. En effet, si le réseau n’a jamais cessé d’évoluer avec l’émergence de nouvelles technologies visant à diminuer le coût énergétique, la tendance va aujourd’hui en s’accélérant pour chercher et développer de nouveaux de dispositifs, ou mode d’exploitation, autorisant des économies substantielles. Se posent alors les problématiques liées à la recherche de telles solutions et à leur déploiement. Les considérations techniques liées à leur intégration au sein du réseau, leur intérêt économique, … doivent être étudié selon des modèles assurant un bon degré de précision. Les outils de simulation doivent donc être en mesure de lier au sein d’une même modélisation, d’un même environnement informatique, des problématiques connexes comme le déplacement des trains sur le réseau et le fonctionnement du réseau d’installations électriques (tels les simulateurs existants) et également considérer des modèles spécifiques permettant l’étude de nouvelles solutions (tels les smart grid, l’élaboration d’un trafic optimal du point de vue énergétique …). Nous présentons alors le sujet de cette thèse qui traite de la conception d’un simulateur évolutif dont le modèle est élaboré pour prendre en compte les technologies futures et donc être un système ouvert.
Nous avons deux objectifs majeurs. D’une part nous devons être en mesure de réaliser un modèle de réseau électrique ferroviaire qui assure le même degré de finesse du réseau que les modèles déjà en place. Vu les enjeux liés à la qualification des résultats nous nous imposons de réutiliser les modèles existant au maximum. Ceci met bien sur des contraintes supplémentaires de réalisation. D’autre part l’architecture que nous proposons (et le modèle informatique de cette architecture) doit pouvoir évoluer facilement. Afin de pouvoir garantir ces objectifs nous devons dissocier clairement les modèles physiques des problèmes liés à l’architecture logicielle elle-même. Nous cherchons donc à proposer un environnement selon une approche originale qui s’inscrit dans une démarche d’ingénierie dirigée par les modèles.