Validation matérielle d'une architecture générique de réseaux avioniques basée sur une gestion modulaire de la redondance

Les systèmes avioniques ne cessent d'évoluer depuis l'apparition des technologies numériques au tournant des années 60. Après le passage par plusieurs paradigmes de développement, ces systèmes suivent maintenant l'approche « Integrated Modular Avionics » (IMA) depuis le début des années 2000. Contrairement aux méthodes antérieures, cette approche est basée sur une conception modulaire, un partage de ressources génériques entre plusieurs systèmes et l'utilisation plus poussée de bus multiplexés. La plupart des concepts utilisés par l'architecture IMA, bien que déjà connus dans le domaine de l'informatique distribuée, constituent un changement marqué par rapport aux modèles antérieurs dans le monde avionique. Ceux-ci viennent s'ajouter aux contraintes importantes de l'avionique classique telles que le déterminisme, le temps réel, la certification et les cibles élevées de fiabilité. L'adoption de l'approche IMA a déclenché une révision de plusieurs aspects de la conception, de la certification et de l'implémentation d'un système IMA afin d'en tirer profit. Cette révision, ralentie par les contraintes avioniques, est toujours en cours, et offre encore l'opportunité de développement de nouveaux outils, méthodes et modèles à tous les niveaux du processus d'implémentation d‟un système IMA. Dans un contexte de proposition et de validation d'une nouvelle architecture IMA pour un réseau générique de capteurs à bord d‟un avion, nous avons identifié quelques aspects des différentes approches traditionnelles pour la réalisation de ce type d‟architecture pouvant être améliorés. Afin de remédier à certaines des différentes lacunes identifiées, nous avons proposé une approche de validation basée sur une plateforme matérielle reconfigurable ainsi qu'une nouvelle approche de gestion de la redondance pour l'atteinte des cibles de fiabilité. Contrairement aux outils statiques plus limités satisfaisant les besoins pour la conception d'une architecture fédérée, notre approche de validation est spécifiquement développée de manière à faciliter la conception d'une architecture IMA. Dans le cadre de cette thèse, trois axes principaux de contributions originales se sont dégagés des travaux exécutés suivant les différents objectifs de recherche énoncés précédemment. Le premier axe se situe au niveau de la proposition d'une architecture hiérarchique de réseau de capteurs s'appuyant sur le modèle de base de la norme IEEE 1451. Cette norme facilite l'intégration de capteurs et actuateurs intelligents à tout système de commande par des interfaces normalisées et génériques.