Brevet FR3047317A1 — publié le 20170804

Procédé de configuration d'un système de distribution d'énergie électrique L'invention concerne, de manière générale, les systèmes de distribution d'énergie électrique et, en particulier, les systèmes de distribution d'énergie électrique embarqués à bord d'aéronefs. L'invention se rapporte plus particulièrement à la configuration de tels systèmes de distribution d'énergie électrique. Comme on le sait, un réseau de distribution d'énergie électrique au sein d'un aéronef a une structure pyramidale. La puissance électrique est tout d'abord produite en utilisant une partie de la puissance fournie par les moteurs de l'aéronef pour entraîner des générateurs d'énergie électrique. L'énergie électrique générée est fournie à des armoires de distribution, également désignées par le terme de coeurs de distribution, pour être ensuite redistribuée soit vers des charges, soit vers des boîtiers de distribution secondaire, à des ampérages différents. Chaque armoire de distribution primaire ou secondaire intègre des composants de distribution, dont certains ont pour fonction de commuter l'énergie vers des barres de distribution primaire, comme c'est le cas pour les contacteurs de lignes, vers des charges électriques à bord de l'aéronef ou encore vers des sous-réseaux de distribution secondaire qui redistribuent de nouveau l'énergie vers des charges de moindre puissance. D'autres composants de distribution ont pour fonction de protéger le réseau en cas notamment de défaut électrique, tel qu'un court-circuit. Systématiquement, chaque câble qui sort d'une armoire de distribution pour distribuer l'énergie électrique est protégé soit par un disjoncteur, soit par un fusible, soit par un contacteur-disjoncteur. Ces composants sont tous basés sur un déclenchement à partir d'une surcharge de courant. 3047317 2 Par exemple, le système de distribution électrique d'un avion civil récent comporte deux armoires de distribution électrique primaire gauche et droite, une ou plusieurs armoires de distribution électrique de secours et plusieurs boîtiers de distribution électrique secondaire, 5 par exemple de deux à douze boîtiers. Les armoires de distribution électrique primaire regroupent des contacteurs AC et DC, des disjoncteurs de protection des consommateurs de puissance AC et DC associés au réseau électrique principal, et des composants électroniques SSPC (pour « Solid State 10 Power Controller » en anglais) de protection des consommateurs associés au réseau principal. Les armoires de distribution électrique de secours regroupent, quant à elles, des contacteurs AC et DC et des disjoncteurs de protection de tous les consommateurs de puissance AC et DC de 15 secours, associés au réseau électrique de secours. Les boîtiers de distribution électrique « secondaire » regroupent quant à eux des composants électroniques SSPC de protection des consommateurs associés au réseau secondaire. On a schématiquement représenté sur la figure 1 un système 20 d'alimentation d'un aéronef en énergie électrique. Ce système comprend essentiellement un générateur G, un réseau primaire, un réseau secondaire, et un ensemble de charges électriques Cl à C24. Le réseau primaire comprend un boîtier de distribution primaire BODP destiné à fournir de l'énergie électrique 25 via le réseau de bord aux charges Cl, C21, C22, C23, C24 ou à des boîtiers de distribution secondaire BODS du réseau secondaire. Comme on le voit sur cette figure, le boîtier de distribution primaire BODP est alimenté par le générateur G, lui-même contrôlé par un moyen de contrôle MCONT. Le boîtier BODP comprend une barre de 30 distribution primaire BDP qui assure la distribution du courant délivré par le générateur. Le générateur G est relié à la barre primaire BDP au moyen d'un câble LG. La barre primaire BDP est reliée à la partie aval du réseau de distribution via deux câbles L 1 et L2. Le premier câble L 1 3047317 3 est relié directement à une charge Cl de l'aéronef tandis que le deuxième câble L2 est relié à un boîtier de distribution secondaire BODS. La barre BDP est également reliée à d'autres boîtiers de 5 distribution primaire (non représentés) via des contacteurs BTC permettant la connexion électrique de la barre BDP à une barre de distribution d'un autre boîtier de distribution primaire. Le boîtier de distribution secondaire BODS comprend une barre secondaire BDS. La barre de distribution BDS est reliée via quatre 10 câbles L21, L22, L23, L24 à quatre charges C21, C22, C23 et C24. A titre d'exemple, la charge Cl consomme 35 à 200 ampères et les charges C21, C22, C23, C24 consomment chacune 3 à 25 ampères. Le système de protection du boîtier de distribution primaire BODP comprend ici deux contacteurs de lignes CL. Le premier 15 contacteur de lignes CL est situé sur le câble LG, l'autre contacteur étant situé sur le câble L2. Le système de protection comprend également un contacteur disjoncteur CD situé sur le câble Ll entre la barre primaire BDP et la charge Cl de l'aéronef. 20 Le système de protection du boîtier BODP comprend en outre des moyens de commande MCOM qui sont configurés pour ouvrir ou fermer chacun des contacteurs CL, CD et BTC, par exemple si un défaut électrique est détecté. Enfin, le dispositif de protection du boîtier de distribution secondaire BODS comprend deux transistors Ti 25 et T2 prévus respectivement sur des câbles L21, L22 et deux disjoncteurs Dl et D2 prévus respectivement sur des câbles L23 et L24. Par ailleurs, à chaque contacteur est associé un niveau maximal d'ampérage autorisé ou « rating ». 30 Deux contacteurs ayant des niveaux d'ampérage maximum différents ont des références différentes. De même, des contacteurs ayant des niveaux d'ampérage identiques mais réalisés à partir de technologies différentes ont des références de produit différentes. 3047317 4 Certains contacteurs AC et DC peuvent avoir plusieurs niveaux d'ampérage maximums possibles. Toutefois, un seul niveau peut être activé, de façon manuelle ou logicielle. Par ailleurs, à chaque disjoncteur AC ou DC est également 5 associé un niveau maximum d'ampérage. De même, des disjoncteurs ayant des niveaux d'ampérage différents ont des références de produits différentes et des disjoncteurs ayant le même niveau maximum d'ampérage peuvent avoir des références de produits différentes s'ils sont réalisés à partir de technologies différentes. 10 Les cartes électroniques de protection dites « SSPCM » (pour « Solid State Power Controller Module ») incorporent l'ensemble des composants électriques de protection SSPC AC ou DC dont le nombre et l'architecture varient d'une carte à l'autre. Deux cartes SSPCM différentes, par exemple par la nature du courant généré AC ou DC, ou 15 par le nombre de composants SSPC ou encore par l'arrangement ou l'architecture de ces composants, ont des références de produits différentes. Globalement, chaque armoire de di stribution électrique primaire ou secondaire est constituée, d'un point de vue de la gestion 20 de la configuration, d'une armoire électrique non configurée, disposant de sa propre référence de produit qui, pour chaque avion et pour chaque compagnie aérienne, sera configurée avec divers contacteurs, divers disjoncteurs et diverses cartes de protection SSPCM. Ainsi, il a été constaté que les boîtiers de distribution 25 électrique primaire et secondaire pouvaient avoir 10100 configurations différentes possibles selon les configurations des contacteurs, des disjoncteurs et des éléments de protection. Or, chaque armoire de distribution configurée doit disposer d'un dossier de certification permettant de contrôler et de s'assurer 30 qu'elle satisfait à des règles de conformité imposées par la législation. Or, en raison du très grand nombre de configurations possibles, il n'est pas envisageables de prévoir une certification pour chaque type de configuration sortant d'une chaîne de production. 3047317 5 Par ailleurs, si un élément du système de distribution est modifié, la référence produit de l'ensemble du système est modifiée, entraînant l'élaboration d'un nouveau dossier de certification. Au vu de ce qui précède, le but de l'invention est de permettre 5 de faciliter la certification d'un système de distribution d'énergie électrique, notamment pour aéronef, notamment lors d'un changement de configuration. L'invention a donc pour objet, selon un premier aspect, un procédé de configuration d'un système de distribution d'énergie 10 électrique comprenant des éléments configurables et un calculateur associé à des moyens de mémorisation dans lesquels sont chargés un logiciel de configuration des éléments configurables et un algorithme de test pour le contrôle de la conformité d'une configuration des éléments configurables avec des règles de conformité. 15 Lors d'un changement de configuration d'une première configuration conforme, à une deuxième configuration, on combine les paramètres de configuration des première et deuxième configurations et l'on applique l'algorithme de test aux configurations combinées. Ainsi, on accepte la deuxième configuration si le résultat du 20 test de l'algorithme de test est positif. Par exemple, la première configuration étant chargée dans une première mémoire, on charge la deuxième configuration dans une deuxième mémoire, on combine les première et deuxième configurations dans la deuxième mémoire, on contrôle la conformité 25 des première et deuxième configurations et l'on mémorise la combinaison des première et deuxième configurations dans la première mémoire en écrasant la première configuration et l'on efface la deuxième mémoire. Avantageusement, préalablement à l'étape de changement de 30 configuration du système de distribution, on procède à un test de la conformité de la deuxième configuration avec des règles de conformité. Dans un mode de mise en oeuvre, on crée un domaine de conformité de configurations du système de distribution listant un 3047317 6 ensemble de règles à appliquer à des configurations pour décider de la conformité desdites configurations. On notera que l'utilisation du domaine de conformité des configurations du système de distribution peut être mise en oeuvre 5 indépendamment d'un changement de configurations. Par exemple, les règles du domaine de conformité sont des règles globales s' appliquant à l'ensemble des paramètres de configuration. On peut éventuellement prévoir que les règles du domaine de 10 conformité sont des règles locales ne s'appliquant qu'à une partie des paramètres de configuration. Dans un mode de mise en oeuvre avantageux, particulièrement avantageux dans le cadre d'une implémentation d'un système de distribution d'énergie électrique pour aéronef, on met en oeuvre une 15 phase de simulation avant implémentation du système de distribution d'énergie électrique à bord d'un aéronef, au cours de laquelle on utilise un dispositif de configuration permettant de simuler la configuration du système. D'autres buts, caractéristiques et avantages de l'invention 20 apparaîtront à la lecture de la description suivante, donnée uniquement à titre d'exemple non limitatif, et faite en référence aux dessins annexés sur lesquels : -la figure 1, dont il a déjà été fait mention, illustre l'architecture générale d'un système de di stribution d' énergie 25 électrique pour aéronef ; -les figures 2a et 2b sont des organigrammes illustrant les principales phases de chargement de logiciels de configuration d'éléments configurables selon l'état de la technique, et conformément à l'invention, respectivement ; 30 -la figure 3 illustre la modification de paramètres de configuration d'éléments configurables d'un système de distribution d'énergie électrique pour aéronef, et 3047317 7 -les figures 4 et 5 sont des organigrammes illustrant le téléchargement de deux logiciels de configuration d'éléments configurables d'un système de distribution d'énergie électrique. On se réfèrera tout d'abord aux figures 2a et 2b qui illustrent, 5 de manière générale, un procédé de configuration d'un système de distribution d'énergie électrique selon l'état de la technique (figure 2a) et selon l'invention (figure 2b). Le processus de téléchargement décrit dans les figures 2a et 2b est destiné au chargement dans la mémoire d'un calculateur d'un 10 système de distribution d'énergie électrique d'un aéronef d'un logiciel de configuration des éléments configurables du système de distribution afin de configurer le système électrique en fonction de la configuration dans laquelle il est destiné à être utilisé. Il peut s'agir, par exemple, de modifier la configuration du 15 système électrique en fonction des charges qui sont destinées à être alimentées. En effet, après livraison, par un équipementier, d'un système de distribution d'énergie électrique à un avionneur, celui-ci peut être amené à modifier la configuration du système électrique en fonction 20 des équipements qu'il souhaite alimenter, tout en s'assurant que le système ainsi configuré reste conforme à des règles de conformité. Le processus illustré aux figures 2a et 2b consiste à modifier la configuration du système électrique à partir d'une configuration P/N1 afin d'aboutir à une configuration P/N2. 25 En se référant tout d'abord à la figure 2a, dans les coeurs électriques selon l'état de la technique, à partir d'une configuration de base P/N1 dans laquelle un logiciel de configuration est stocké dans une mémoire flash 2 du système de distribution 1, le calculateur 3 du système 1 vérifie en premier lieu la compatibilité entre les 30 configurations P/N1 et P/N2 (étape 1). Lors de l'étape 2 suivante, si les deux configurations sont compatibles, le calculateur 3 stocke dans une mémoire 4 de type RAM le logiciel de configuration correspondant à la deuxième configuration P/N2. 3047317 8 Ce logiciel est ensuite copié dans la mémoire flash 2 (étape 3). Ainsi, lors du redémarrage du système, la configuration utilisée correspond à celle qui est stockée dans la mémoire 2. Comme on le conçoit, cette solution est relativement lourde à mettre en oeuvre 5 puisqu'elle nécessite une modification complète du logiciel stocké dans la mémoire 2. En référence à la figure 2b, selon l'invention, lors d'une première étape (étape 1), à partir d'une configuration de base dans laquelle le premier logiciel de configuration correspondant à la 10 configuration P/N1 est chargé dans la mémoire flash 2, le deuxième logiciel de configuration correspondant à la deuxième configuration P/N2, extrait d'un support de stockage de données, par exemple de type CDROM, est directement chargé dans la mémoire 4 de type RAM. Bien que les mémoires 2 et 4 soient ici respectivement de type 15 flash et de type RAM, on pourrait bien entendu, sans sortir du cadre de l'invention, réaliser les mémoires 2 et 4 à partir de la même technologie, en utilisant par exemple des mémoires flash. Lors de l'étape suivante (étape 2), les données de configuration de la première configuration P/N1 extraites de la mémoire flash 2 sont 20 copiées dans la mémoire RAM 4 et sont combinées avec les données correspondant à la deuxième configuration P/N2 (étape 2). Lors de l'étape 3 suivante, le calculateur 3 exécute à partir des données stockées dans la mémoire 1, un algorithme de test pour contrôler que les données combinées des première et deuxième 25 configurations sont conformes aux règles de conformité. Si tel n'est pas le cas, le système est réinitialisé avec la configuration de départ P/N1 (étape 4a). Si tel est le cas, les données de configuration P/N2 sont transférées vers la mémoire flash 2 (étape 4b) et la mémoire RAM 1 30 est réinitialisée (étape 5b). On a représenté sur la figure 3 un exemple de données de configuration de certains éléments configurables d'un système de distribution d'énergie électrique d'aéronef. 3047317 9 Comme on le voit, la première configuration P/N1 correspond à la configuration de différents dispositifs de protection « protection 1 », « protection 2 », « protection n » et « protection x ». Pour chaque dispositif de protection, on prévoit des données de configuration pour 5 divers paramètres tels que a, b et c. Dans l'exemple illustré, le dispositif de protection « protection 1 » est configurable au moyen de trois paramètres qui ont, dans la configuration P/N1 trois valeurs, respectivement al, bl et cl. En ce qui concerne le dispositif de protection « protection 2 », 10 les trois paramètres a, b, c, ont respectivement les valeurs a2, b2 et c2. Le dispositif de protection « protection n » a des valeurs de paramètres a, b, c, égales respectivement à an, bn et cn. Enfin, le dispositif de protection « protection x » dispose de deux valeurs ax et bx pour les valeurs de paramètres a et b. 15 Dans l'exemple illustré, le passage dans la deuxième configuration consiste à modifier le paramètre b pour le dispositif de protection « protection 1 » et le paramètre c pour le dispositif de protection « protection n », qui prennent les valeurs respectives b'l et c'n. 20 Bien entendu, l'exemple illustré est uniquement illustratif et d'autres configurations des paramètres sont envisageables. On pourrait par exemple prévoir de copier, dans la deuxième configuration, tous les paramètres a, b et c de la « protection 1 » et de la protection « protection n ». 25 En se référant maintenant aux figures 4 et 5, le changement de configuration s'effectue de la façon suivante. Après développement du système électrique et élaboration d'un dossier de certification (étape 10), on génère tout d'abord au sol la première configuration P/N1 pour un type d'avion d'une compagnie 30 aérienne (étape 11). On peut, lors de l'étape 10, créer un domaine d'usage correspondant à un domaine de conformité de plusieurs configurations du système de distribution. Dans ce cas, lors de l'étape 12 suivante, on 3047317 10 vérifie que la configuration P/N1 satisfait aux règles du domaine d'usage. Lors de l'étape 13, il est vérifié que toutes les règles du domaine d'usage sont testées avec succès pour la configuration P/N1. 5 Si tel n'est pas le cas, on décide que la configuration P/N1 du système électrique n'est pas en conformité avec le dossier de certification (étape 14). Un rapport est alors généré et l'on décide que cette configuration n'est pas conforme (étape 16). Si, lors de l'étape 13, il est décidé que toutes les règles du 10 domaine d'usage sont testées avec succès. On décide, lors de l'étape 17 suivante, que la configuration P/N1 est conforme au dossier de certification et peut donc être embarquée sur un avion. Un certificat de conformité est alors créé et délivré aux autorités (étape 18) et la configuration P/N1 est déclarée conforme 15 (étape 19). Par ailleurs, le logiciel de configuration est téléchargé dans la mémoire flash 2 du système de distribution (étape 20). On vérifie par ailleurs les règles du domaine d'usage de la configuration P/N1, en temps réel, avant le téléchargement (étape 21). 20 On vérifie ensuite que toutes les règles du domaine d'usage ont été testées en temps réel et avec succès (étape 22). Si tel est le cas, lors de l'étape 23 suivante, le téléchargement du logiciel de configuration est accepté. Si tel n'est pas le cas, le téléchargement est rejeté. 25 Pour procéder à une modification de configuration, on procède tout d'abord à la génération au sol de la seconde configuration P/N2 du système électrique associé à une modification de l'avion (étape 25). Lors de l'étape 26 suivante, on vérifie que les règles locales qui s'appliquent à une partie des paramètres de configuration sont 30 conformes (étape 26). Lors de l'étape 27 suivante, on vérifie que toutes les règles locales du domaine d'usage ont été testées avec succès. Si tel n'est pas le cas, on décide que la configuration P/N2 du système électrique n'est pas conforme au dossier de certification 3047317 11 (étape 28). Un rapport est généré (étape 29) et l'on décide que la configuration P/N2 n'est pas conforme (étape 30). Au contraire, si lors de l'étape 27 il a été vérifié que toutes les règles locales ont été testées avec succès, on décide, lors de l'étape 31 5 suivante, que la configuration P/N2 du système électrique est conforme au dossier de certification et peut être a priori embarquée sur un avion. Un certificat de conformité est alors créé et délivré aux autorités (étape 32) et on décide, lors de l'étape 33 suivante, que la configuration P/N2 est conforme. 10 Par ailleurs, le logiciel de configuration est téléchargé dans la mémoire RAM 1 du système de distribution d'énergie électrique (étape 34). Lors de l'étape 35 suivante, les données de configuration de la première configuration P/N1 sont fusionnées avec celles de la 15 deuxième configuration P/N2. On vérifie alors que les règles du domaine d'usage globales, qui s'appliquent à l'ensemble des paramètres de configuration, sont testées avec succès et ce, de préférence, avant le téléchargement. Lorsque toutes ces règles globales ont été testées avec succès 20 sur les données fusionnées (étape 36), le téléchargement de la nouvelle configuration est accepté (étape 37). Dans le cas contraire, il est rejeté (étape 38). On notera que, de préférence, avant implémentation d'une configuration du système de distribution d'énergie électrique au 25 moyen de la procédure qui vient d'être décrite, on utilise un outil de configuration, réalisé notamment sous la forme d'un logiciel de maintenance utilisable pour les compagnies aériennes pour modifier une configuration afin de simuler la nouvelle configuration du système de distribution d'énergie électrique avant implémentation du système à 30 bord d'un aéronef. Comme indiqué précédemment, lors de l'étape 10 de développement du système électrique, il est possible de créer un domaine d'usage. Il s'agit de créer un document listant l'ensemble des règles à appliquer à une configuration brute du système électrique, 3047317 12 c'est-à-dire après livraison à un avionneur. Il s'agit en d'autres termes de créer un dossier de règles qui, lorsqu'elles sont satisfaites, permettent de s'assurer qu'elles respectent le dossier de certification, c'est-à-dire qu'elles respectent les règles de conformité. 5 Comme indiqué précédemment, ces règles peuvent être « globales ». En d'autres termes, pour les tester, l'ensemble des paramètres de tous les éléments configurables doivent être vérifiés. Ces règles peuvent également être « locales ». Pour les tester, seuls les paramètres de quelques éléments configurables peuvent être 10 vérifiés. Le domaine d'usage permet de ne créer qu'un seul dossier de certification qui s'applique à un domaine prédéfini correspondant à un ensemble de configurations conformes aux règles de conformité. REVENDICATIONS1. Procédé de configuration d'un système de distribution d'énergie électrique comprenant des éléments configurables et un calculateur (3) associé à des moyens de mémorisation (2, 4) dans lesquels sont chargés un logiciel de configuration de paramètres des éléments configurables et un algorithme de test pour le contrôle de la conformité d'une configuration des éléments configurables avec des règles de conformité, caractérisé en ce que lors d'un changement de configuration d'une première configuration des éléments configurables conforme, à une deuxième configuration des éléments configurables, les données de configuration des première et deuxième configurations stockés dans les moyens de mémorisation sont fusionnées puis l'on applique l'algorithme de test à la configuration résultant de la fusion des données de configuration des première et deuxième configurations. 2. Procédé selon la revendication 1, dans lequel on télécharge la deuxième configuration dans un moyen de mémorisation si le résultat du test de l'algorithme de test est positif. 3. Procédé selon l'une des revendications 1 et 2, dans lequel la première configuration étant chargée dans une première mémoire (2), on charge la deuxième configuration dans une deuxième mémoire (4), on fusionne les première et deuxième configurations dans la deuxième mémoire, on contrôle la conformité des première et deuxième configurations fusionnées et l'on mémorise la combinaison des première et deuxième configurations dans la première mémoire en écrasant la première configuration et l'on efface la deuxième mémoire. 4. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, dans lequel, préalablement à l'étape de fusion des première et deuxième configurations du système de distribution, on procède à un test de la conformité de la deuxième configuration avec des règles de conformité avant la fusion des deux configurations. 5. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, dans lequel on crée un document listant un ensemble de règles 3047317 14 appliquées à des configurations pour décider de la conformité desdites configurations. 6. Procédé selon la revendication 5, dans lequel les règles du domaine de conformité sont des règles globales s'appliquant à 5 l'ensemble des paramètres de configuration. 7. Procédé selon la revendication 5, dans lequel les règles du domaine de conformité sont des règles locales ne s'appliquant qu'à une partie des paramètres de configuration. 8. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, 10 comprenant en outre une étape de simulation de la configuration résultante de la fusion des éléments configurables des première et deuxième configurations au cours de laquelle on utilise un logiciel de configuration du système de distribution avant implémentation de ladite configuration résultante.