Mieux fonctionner ensemble: comment améliorer la gestion des «systèmes de systèmes»

Notre avenir reposera certainement sur de nombreux «systèmes de systèmes», des réseaux d''opérations techniques fonctionnant de manière indépendante mais devant agir ensemble. Pour optimiser l''efficacité technologique, la prochaine étape pourrait consister à permettre à toutes sortes de systèmes de travailler ensemble. Ayant pris fin en septembre 2016, le projet DYMASOS (Dynamic Management of Physically Coupled Systems of Systems), financé par l''UE, a développé de nouvelles méthodes de gestion et de nouveaux outils d''ingénierie pour ces systèmes de systèmes «cyber-physiques». Une meilleure gestion conduit à de meilleures performances, ce qui pourrait considérablement réduire notre consommation de ressources et l''empreinte carbone.

«Le projet a apporté une contribution importante à la réalisation des premières étapes pour concrétiser un tout nouveau domaine de recherche: l''Internet des objets», explique le Dr Iiro Harjunkoski, d''ABB Corporate Research en Allemagne et membre du consortium DYMASOS. En étant reliés en réseau via Internet, les objets du quotidien pourront envoyer et recevoir des données, donnant ainsi à tout système la capacité d''être «intelligent» et de se coordonner avec d''autres systèmes.

Des études de cas industriels réels

DYMASOS s''est basé sur de véritables études de cas industriels. Elles ont été étayées par une analyse approfondie des marchés, des besoins industriels et des défis auxquels sont soumis les partenaires industriels du projet. «Si la recherche a été pilotée par ces cas d''utilisation, elle a également été orientée vers l''obtention de résultats fondamentaux et de nouvelles perspectives», explique le coordinateur du projet, le professeur Sebastian Engell de la Technische Universität Dortmund.

Les études de cas ont porté sur deux domaines: la production chimique, pour les sociétés BASF et INEOS, qui comptent toutes deux parmi les principaux fabricants mondiaux de produits chimiques; et l''exploitation et l''ingénierie d''infrastructures de distribution d''électricité et de chargement de véhicules électriques, en se basant sur les données de HEP ODS en Croatie et d''AYESA en Espagne. «La modélisation et la simulation réalistes de DYMASOS constituent l''une des questions essentielles abordées par le projet», explique le Dr Patrick Panciatici, conseiller scientifique à RTE, en France.

DYMASOS a développé quatre approches différentes pour la modélisation de systèmes de systèmes. En se basant sur le comportement des systèmes biologiques, l''ETH Zurich a cherché à comprendre et à contrôler le comportement des populations. Ses chercheurs se sont par exemple efforcés de modéliser la façon dont les propriétaires de voitures électriques procèdent au rechargement de leur véhicule pendant la nuit, en n''ayant que des informations sur le comportement de la population moyenne. Une étude de cas sur les véhicules électriques de la ville de Malaga, réalisée par l''Université de Séville, a modélisé le contrôle coalitionnel, qui correspond à la façon d''optimiser conjointement le comportement des différents éléments d''un processus.

La TU de Dortmund a également modélisé des mécanismes semblables à ceux du marché, qui tentent d''optimiser les résultats par une fixation dynamique des prix ou en contraignant les ressources afin d''équilibrer l''offre et la demande; cette technique a été appliquée sur un site pétrochimique d''INEOS à Cologne ainsi que pour un système de réacteur de BASF. L''Université de Zagreb a développé un modèle de contrôle hiérarchique; où la configuration du réseau peut changer de façon dynamique afin de minimiser les pertes d''énergie, sur la base d''une étude de cas de réseau de distribution d''électricité fournie par HEP ODS.

Une mise en œuvre plus large

Des simulations à grande échelle de ces systèmes complexes ont permis de valider les algorithmes de gestion et de contrôle ainsi développés. La plateforme d''ingénierie de DYMASOS fournit des directives pour la conception de systèmes de systèmes évolutifs, capables d''établir un équilibre entre l''autonomie locale et la gestion globale.

Mark Lewis, membre DYNAMOS et consultant Low Carbon chez Tees Valley Unlimited au Royaume-Uni, déclare que «le projet a réalisé plusieurs démonstrations pratiques qui inciteront d''autres complexes d''entreprises et d''organisations à s''intéresser de plus près à ces questions.»

Les membres industriels du projet mettent actuellement en œuvre les solutions développées par DYMASOS. Les opérateurs européens de grands systèmes techniques ainsi que les fournisseurs de solutions de gestion et d''automatisation, en tireront des avantages concurrentiels stratégiques, tels que la réduction des coûts, une plus grande efficacité énergétique, une plus grande stabilité et une meilleure résistance aux pannes et aux évolutions de la demande.

Pour plus d''informations, veuillez consulter:
site web du projet