Formalisation et qualification de modèles par contraintes en conception préliminaire

La conception architecturale constitue une etape complexe du developpement d'un produit, car elle implique : (i) une prise de decision dans un contexte ou les donnees du probleme sont mal definies ou imprecises, (ii) une exploration de l'espace des solutions qui doit rester aussi large que possible, (iii) des choix de conception bases sur des variables continues ou discretes, et (iv) une optimisation multidisciplinaire. Ainsi, les modeles de simulation classiquement utilises en conception sont souvent mal adaptes a une reelle prise de decision : certains modeles sont trop simples, les choix sont alors entaches d'erreur de modelisation, d'autres sont trop specialises et certaines solutions risquent d'etre ignorees. Nous proposons dans cette etude une approche de la formalisation de modeles plus adaptee a la prise de decision en conception architecturale. Cette methodologie vise a obtenir des modeles a la fois parcimonieux et exacts. Ainsi, les modeles sont plus faciles a exploiter en conception preliminaire et coherents avec les attentes du concepteur. La methode developpee repose sur : (i) une approche globale basee sur la decomposition fonctionnelle pour conserver une coherence entre les modeles des differents composants, (ii) l'utilisation de quatre criteres de qualification des modeles permettant de s'assurer de leur adequation avec les objectifs de la conception preliminaire, (iii) l'utilisation des techniques d'adaptation de modeles, permettant de faire des choix de conception a l'aide de solveurs de Problemes par Satisfaction de Contraintes (PSC). Les quatre criteres de qualification utilises sont : (i) la parcimonie du modele, liee au nombre minimal de variables et d'equations decrivant correctement le comportement du systeme, (ii) l'exactitude du modele, estimant l'adequation entre les resultats du modele et des resultats issus d'un modele de reference, (iii) la precision du modele, evaluant l'etendue du domaine de variation de chaque variable, due a un manque de connaissance ou a une incertitude et (iv) la specialisation du modele, qui est une mesure de la restriction du domaine d'application du modele, relativement a la quantite d'information introduite dans le modele. Les quatre criteres retenus sont pertinents de la conception preliminaire dans la mesure ou : la parcimonie assure la simplicite du modele, la specialisation contribue a definir l'etendue du domaine d'application du modele, et donc les limites de l'espace de conception, enfin, l'exactitude et la precision donnent une mesure de la fidelite du modele a la realite. Utilises au cours de la methodologie proposee, ces criteres constituent un moyen de controle des modeles jusqu'a atteindre la forme souhaitee. Enfin, cette methodologie est illustree au travers de l'exemple d'une batterie de vehicule electrique, pour lequel deux modeles de niveaux systemiques differents sont compares.