Structural analysis algorithms for complex systems' diagnosis : application to a diesel engine airpath

Ce mémoire de doctorat s'inscrit dans le cadre de la conception du diagnostic de la boucle d’air d’un moteur Diesel de l’entreprise PSA Peugeot Citroën. Pour des systèmes complexes, comme les moteurs Diesel, la recherche des tests de cohérence qui permettront de faire le diagnostic n'est pas évidente. La méthode d'Analyse Structurelle est utilisée afin de faciliter cette recherche, car elle permet au concepteur d’un système de diagnostic de disposer d'informations qui l'assistent dans son travail, à savoir la connaissance du potentiel de diagnostic, et la définition exhaustive des possibilités de tests de cohérence. Ce mémoire présente des algorithmes efficaces d’Analyse Structurelle permettant la maîtrise de l'explosion combinatoire des algorithmes actuels. Cet objectif est atteint par une simplification du processus d’analyse : les tests de cohérence renvoyés par les algorithmes développés possèdent de bonnes propriétés de calculabilité d'une part, et offrent un bon potentiel de discrimination des défauts d'autre part. Cette simplification provient de l’intégration de critères de calculabilité et d’un cahier des charges dans les algorithmes actuels. Les algorithmes développés sont intégrés dans un outil logiciel permettant d’analyser les modèles Simulink, et illustrés sur deux cas d’application. Le second cas d’application présenté dans ce mémoire est un modèle interne PSA Peugeot Citroën de boucle d'air du moteur DV6C TED4. Une analyse structurelle permet de construire, des indicateurs discriminant deux défauts d’encrassement, et ainsi, d'augmenter la couverture des diagnostics embarqués et débarqués.This PHD thesis is a contribution to the design of the diagnosis system of the air path of a PSA Peugeot Citroën Diesel engine. For complex systems, as Diesel engines, searching for the consistency tests which are relevant for diagnosing faults is not obvious. The Structural Analysis method is used in order to make this search easier, for it provides a system's diagnosis designer with information, such as : the diagnosis potential of the system, and the exhaustive definition of consistency tests. This thesis describes efficient structural analysis algorithms, which help manage the complexity of current algorithms. This objective is met thanks to the simplification of the analysis process : the consistency tests returned by the developed algorithms have good properties of computability, and possess good fault isolability potential. This simplification comes from the integration of calculability constraints and of diagnosis requirements into current algorithms. Developed algorithms are integrated into a software allowing to analyze Simulink models, and are illustrated thanks to two application cases. The second application case presented in this thesis is a PSA Peugeot Citroën internal model describing a Diesel engine air path. A structural analysis yields indicators discriminating two types of clogging, and thus allows tto improve the diagnosis coverage of Diesel engines