Résumé de la thèse :
Le commissioning est une approche globale qui a pour objet de vérifier, tester et valider le système tel que construit en termes de performances, sûreté et sécurité. En parallèle, les projets dans le domaine nucléaire sont complexes par nature du fait de facteurs propres au domaine, à ses systèmes (une infrastructure critique telle qu’une centrale ou un ilot nucléaire), à son ingénierie multi-métiers et à ses exigences fortes en termes de sûreté et de sécurité. Il en résulte une difficulté à estimer les conditions idéales de fonctionnement ainsi que les différentes étapes menant à la phase d’exploitation de l'installation, générant par conséquent régulièrement des retards et des coûts supplémentaires au projet. Ces difficultés sont rencontrées dès les phases de conception et jusqu’à la réalisation de l’installation. Elles sont donc particulièrement adressées lors du commissioning, en concertation avec les processus de conception et de réalisation promus par l’Ingénierie Système.
En complément, le MBSE (Model Based System Engineering) est une façon de mettre en œuvre cette Ingénierie Système. Elle repose sur la création et l'utilisation intensive de modèles permettant l'analyse et la conception de ces systèmes complexes avec les avantages aujourd’hui reconnus dans l’industrie.
Les travaux de recherche présentés dans ce manuscrit visent à développer une méthode baptisée CoGuiNF (Comissioning Guideline for Nuclear Facilities) pour spécifier, valider au plus tôt, optimiser et piloter un commissioning d’une Installation Nucléaire de Base (INB) tout en assurant la capitalisation des données nécessaires et résultantes. Cette méthode s’inspire au plus près de cette approche MBSE et se positionne en étroite interaction avec les processus d’Ingénierie Système.
Cette méthode fournira donc un cadre de modélisation et d'analyse permettant aux acteurs impliqués dans des projets intégrant une phase de commissioning :
• D’améliorer la coordination et donc l'articulation des différentes activités de toutes les parties prenantes impliquées dans les phases de conception et de réalisation d'une installation nucléaire en replaçant le commissioning comme activité cruciale du projet ;
• D’assurer le dialogue avec les processus d’ingénierie système, en impliquant à la fois les praticiens MBSE et les acteurs impliqués dans le commissioning ;
• De diriger et de soutenir ces acteurs, notamment durant la préparation, la gestion et la réalisation des activités associées à l'atteinte des objectifs du commissioning (ressources, moyens, etc.) ;
• De vérifier la pertinence et l’exhaustivité de ces activités (essai, démonstration, rapport, etc.) de manière globale et holistique ;
• D’établir, de formaliser et d’optimiser la planification de ces activités en termes de coûts, de durée et de performance ;
• Enfin, organiser et compléter le REX du commissioning pointé, afin de faciliter sa réutilisation par d'autres projets.
Elle fournira ensuite les principes et un cadre de travail pour préparer et formaliser le déploiement de la méthode au sein de l’entreprise au travers :
• D’un guide méthodologique pour employer la méthode sur tout projet de commissioning spécifique dans l’entreprise ;
• D’un guide méthodologique pour déployer la méthode dans l’entreprise ;
• D’un démonstrateur d’une déclinaison outillée de la méthode fournissant l’environnement nécessaire pour réaliser les activités prévues
• De mécanismes de traçabilité et de suivi des données vers un référentiel de connaissances communes et partageables dans l’entreprise pour initier ainsi une culture d’entreprise autour du commissioning.
Abstract :
Commissioning is a global approach that aims to verify, test and validate the system as built in terms of performance, safety and security. At the same time, projects in the nuclear field are complex by nature due to factors specific to the field, to its systems (a critical infrastructure such as a nuclear power plant or island), to its multi-trade engineering and to its strong requirements in terms of safety and security. The result is a difficulty in estimating the ideal operating conditions as well as the different steps leading to the operation phase of the installation, thus regularly generating delays and additional costs to the project. These difficulties are encountered from the design phase to the realization of the installation. They are therefore particularly addressed during commissioning, in conjunction with the design and implementation processes promoted by Systems Engineering.
In addition, MBSE (Model Based System Engineering) is a way to implement this System Engineering. It is based on the creation and intensive use of models allowing the analysis and design of these complex systems with the advantages now recognized in the industry.
The research work presented in this manuscript aims at developing a method named CoGuiNF (Comissioning Guideline for Nuclear Facilities) to specify, validate as soon as possible, optimize and pilot a commissioning of a Basic Nuclear Facility (BNI) while ensuring the capitalization of the necessary and resulting data. This method is closely inspired by the MBSE approach and is positioned in close interaction with the System Engineering processes.
This method will therefore provide a modeling and analysis framework allowing actors involved in projects that include a commissioning phase:
• To improve the coordination and therefore the articulation of the different activities of all the stakeholders involved in the design and implementation phases of a nuclear installation by replacing commissioning as a crucial activity of the project;
• Ensure dialogue with system engineering processes, involving both MBSE practitioners and actors involved in commissioning;
• To lead and support these actors, particularly during the preparation, management and implementation of activities associated with achieving the commissioning objectives (resources, means, etc.);
• To verify the relevance and completeness of these activities (test, demonstration, report, etc.) in a comprehensive and holistic manner;
• Establish, formalize and optimize the planning of these activities in terms of costs, duration and performance;
• Finally, to organize and complete the REX of the commissioning pointed out, in order to facilitate its reuse by other projects.
It will then provide the principles and a framework to prepare and formalize the deployment of the method within the company through :
• A methodological guide for using the method on any specific commissioning project in the company;
• A methodological guide to deploy the method in the company;
• A demonstrator of a tool-based version of the method providing the necessary environment to carry out the planned activities
• Traceability and data tracking mechanisms towards a common and shareable knowledge repository in the company to initiate a corporate culture around commissioning.