Contexte et état de Part de la simulation

Les systèmes étudiés de nos jours deviennent plus grands et complexes, ce qui les rend difficiles à comprendre. Une analyse structurée du système peut nous amener à une description pertinente pour la simulation du système. Abordons le problème de la complexité. Nous allons d’abord présenter une approche générale pour aborder ce genre de problème, souvent connue comme approche systémique. Ensuite les questions relatives.à la simulation seront trai­ tées. Toutes les stratégies adoptées par les divers laboratoires afin de réduire la complexité d’un système thermique utilisent la même idée de base : la modula­ rité. Il n’est pas étonnant de trouver des approches différentes pour s’attaquer à ce problème. Un recensement des environnements de simulation actuellement disponibles peut nous donner une idée de l’état actuel de l’avancement des travaux. Nos propres idées pour un environnement de simulation terminent ce chapitre. Notre point de vue correspond à la dernière définition. Elle est certainement plus restreinte que la première, mais dans l’étude d’un système nous voulons distinguer ici deux phases différentes : le développement de modèles d’une part et leur utilisation dans une étude concrète d’autre part. Seule la première phase sera appelée la modélisation et alors que pour la deuxième phase, nous éten­ drons le sens du mot simulation. L’exploitation de modèles n’est certainement pas limitée à la simulation. La simulation est un des objectifs possibles de la modélisation ; mais c’est ce qui nous intéresse ici. Cette séparation en deux phases a comme objectif la séparation possible des travaux d’un développeur de modèles de ceux d’un ingénieur de la simulation (utilisateur de modèles). La distinction entre les deux peut contribuer à l’échange des modèles et à leur application.

La première phase est la modélisation. Cette démarche essaye d’abstraire le monde réel pour trouver une image pertinente de la réalité. Cette création d’un concept se fait par des exemples et des généralisations1. En fait, chaque objet du monde réel n’a pas de définition per se et ne relève pas de manière absolue d’un modèle ou d’un autre. Un mur peut être vu comme un support pour des affiches, comme construction statique pour porter les étages supérieurs, comme résistance thermique pour garder la chaleur à l’intérieur de la maison, … Chaque être humain attache sa propre idée à l’objet du monde réel. La communication entre les hommes ne peut se faire qu’à travers des parties communes et partagées d’un concept. Un des objectifs de la modélisation est alors la description formelle de ce concept (généralement exprimé sous forme mathématique).

La deuxième phase est l’exploitation de cette modélisation, qui consiste dans notre cas à « faire de la simulation». La difficulté de cette phase est l’identi­ fication d’un objet réel comme une instance d’un modèle existant. On associe l’idée générale à l’objet concret. Cette reconnaissance de l’objet réel se fait en vue d’une future simulation du système. On est donc déjà guidé par les ob­ jectifs de son étude et on applique des simplifications. Le mur NORD de notre bâtiment comme objet concret se voit associé le phénomène conduction ther­ mique monodimensionnelle. La simplification ici est de ne pas considérer les effets acoustiques, par exemple. Pour un système concret, on utilise les modèles construits dans la phase de modélisation, et on les applique à son problème. C’est ici, dans la deuxième phase, que l’on utilise une simulation du système modélisé pour obtenir des résultats qui sont autrement trop difficilement acces­ sibles. Nous associons aussi à la distinction entre ces deux phases une distinction de terminologie : pendant la modélisation – comme le mot l’indique – nous créons des modèles de la réalité ; dans la deuxième phase – l’exploitation de modèles, et plus particulièrement la simulation – nous utilisons des modules pour décrire un système. Un module est une instance d’un modèle général avec des para­ mètres concrets. Cette distinction entre les phases et le choix du vocabulaire en résultant seront approfondis dans le chapitre 4.1.