Problématiques industrielles actuelles en Control Engineering

L'utilisation de l'Intelligence Artificielle dans le cadre du calcul de lois de commande est une thématique en plein essor dans le domaine du Control Engineering. Cette première partie du module vise à illustrer comment l'utilisation de érseaux de neurones pour modéliser un système avec une apprcohe "boîte noire" peut être une alternative intéressante dans le cadre de la commande prédictive. En particulier, une telle commande suppose la mise à disposition d'un modèle de prédiction permettant d'anticiper le comportement du système soumis à des entrées de commande précalculées par optimisation. Fort de leur pouvoir d'approximateur universel, les réseaux de neurones apparaissent comme une alternative intéressante et data-driven pour la modélisation des systèmes dynamiques dans ce cadre.

• Rappels sur les réseaux de neurones et les algorithmes d'apprentissage
• Modélisation de systèmes dynamiques par réseaux de neurones (cas d'étude)
• Utilisation pour la commande prédictive (cas d'étude)
  

B. Certification de l'IA (3HPE)

Cette partie du module abordera l'« Évaluation des systèmes d’IA ».

Elle présentera ainsi les éléments clés pour l’évaluation de systèmes à base d’apprentissage qui posent des problèmes spécifiques pour l’évaluation, en raison notamment de leur opacité, entrainant une difficulté pour comprendre ou expliquer les décisions des systèmes, et en raison de leur non linéarité. Seront en particulier abordés les principes de l’évaluation, les métriques, les corpus de données, et les méthodes pour l’analyse des résultats.

Le contrôle commande de sureté présente un cadre très particulier pour les lois de commande dans lequel la difficulté principale réside non pas dans le calcul explicite du contrôle, mais plutôt dans la prise en compte d'exigences et de contraintes de haut niveau afin de garantir les impératifs de sureté. Cette partie du module aborde cet aspect à partir de l'exemple du contrôle commande dans le contexte du nucléaire.

• Présentation générale de l’EPR2 (1h30)

Systèmes fondamentaux de l’EPR2 (Primaire, secondaire). Etats du réacteur et risques d’accidents (fonctionnement normal, incidentel, accidentel).

Systèmes de sauvegarde qui préservent l’intégrité du réacteur (injection de sûreté).

• Overall I&C : les différents systèmes de CC de sûreté dans un réacteur (1h30)

Principes de sûreté nucléaire (redondance, défaillance unique, défaillance de cause commune)
Allocation des fonctions de protection aux systèmes de contrôle commande (régulation, limitation, protection, accident grave) selon leur niveau de sûreté/défense en profondeur.

• Capteurs et actionneurs (1h30)

Présentation de l’instrumentation nucléaire (niveau des grappes de commande, mesures neutroniques à l’intérieur ou à l’extérieur du coeur), de l’instrumentation normale et des principaux actionneurs.

• Cas d'étude (1h30)

- Définition des exigences : Scénarios de fonctionnement normal et accidentel. (1 boucle 4 capteurs, pression pressuriseur, 2 vannes)
- Mise en place d’un enregistreur de variables (entrées/sorties) de la fonction pour permettre l’analyse des résultats
- Modélisation à partir d’exigences de la fonction de protection (logique et conditions d’autorisation, surveillance, supervision)
- Simulation et préparation des scénarios de test (hors gamme d’un capteur, discordances)
- Analyse des résultats et réalisation d'un rapport de test