Méthodologie probabiliste basée sur la simulation pour l’évaluation de la fiabilité des systèmes mécatroniques embarqués

Abstract

La durée de vie des systèmes mécatroniques embarqués est souvent liée à la défaillance des joints de brasure des composants électroniques par fatigue thermique. Les directives européennes actuelles interdisent l'utilisation des brasures à base de plomb et en recommandant leurs remplacements par des alliages sans plomb. Toutefois, la caractérisation de ces nouveaux alliages n'est pas encore complètement effectuée. De plus, la durée de vie de ces brasures est souvent étudiée par des modèles déterministes. Ces modèles combinent la caractérisation expérimentale et une modélisation physique du phénomène de fatigue nécessitant l'utilisation des méthodes de simulation telle que la méthode des éléments finis. Cependant, ces modèles ne considèrent pas les incertitudes des paramètres du modèle et des dimensions géométriques et la fluctuation des chargements thermiques et des conditions d'opération en service. En effet, l'évaluation de la fiabilité des composants électroniques des systèmes embarqués doit s'appuyer sur des approches probabilistes. Dans cette communication une approche probabiliste est développée pour l'estimation de la durée de vie probabiliste des joints de brasure d'un système mécatronique embarqué. Cette méthodologie combine la modélisation probabiliste des paramètres d'entrée, la modélisation numérique non linéaire de la fatigue thermique du joint de brasure, l'approximation du modèle numérique par un metamodèle de krigeage et l'utilisation des simulations de Monte Carlo pour l'estimation de la distribution probabiliste de la durée de vie en fatigue.