Fiabilité de l’intégrité des informations par observateur à mémoire finie pour un système commandé en réseau

Reliability of information integrity by finite memory observer for a networked control system

• Auteur / Autrice : Julien Thuillier
• Direction : Frédéric Kratz
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences et Technologies Industrielles
• Date : Soutenance le 16/12/2019
• Etablissement(s) : Bourges, INSA Centre Val de Loire
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Mathématiques, Informatique, Physique Théorique et Ingénierie des Systèmes (Centre-Val de Loire)
• Jury : Président / Présidente : Didier Dumur
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Frédéric Kratz, Didier Dumur, Mireille Bayart-Merchez, Jean-Marie Flaus, Marion Gilson, Michel Kinnaert, David Delouche, Jacques Fantini
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Mireille Bayart-Merchez, Jean-Marie Flaus

Mots clés

Mots clés libres

Intégrité et disponibilité de l’information

Systèmes incertains

Cyber-attaques

Integrity and availability of information

Uncertain systems

Cyber-attacks

Résumé

Les travaux décrits dans cette thèse concernent l’intégrité et la disponibilité des informations de systèmes commandés en réseau. L’importance de celles-ci a été mise en exergue face au nombre de plus en plus important de cyber-attaques. Nous proposons comme outil pour répondre à cette problématique un observateur à mémoire finie. Cet outil apporte une réponse aux problèmes de pertes de paquets sur le réseau ainsi qu’aux cyber-attaques statiques et dynamiques par injection de biais. Associé à une stratégie de détection-décision-correction, la fiabilité des informations de systèmes lors de cyber-attaques est assurée. Les incertitudes du modèle pour certains systèmes sont également prises en compte dans le développement de l’observateur à mémoire finie. Plus particulièrement, deux catégories d’incertitudes sont traitées (systèmes incertains et systèmes à bruits corrélés). Tous les cas d’études sont illustrés par des simulations numériques confirmant les qualités de cet outil. Enfin, nous appliquerons cet outil aux systèmes télé-opérés soumis à de nouveaux types d’attaques appelés “attaques intelligentes”.

The work described in this thesis deals with the integrity and availability of networked control system information. The importance of these has been highlighted by the growing number of cyber-attacks. We propose a finite memory observer as a tool to answer this problem. This tool provides an answer to the problems of packet loss on the network as well as static and dynamic cyber-attacks by bias injection. Combined with a detection-decision-correction strategy, the reliability of system information during cyber-attacks is ensured. The uncertainties of the model for some systems are also taken into account in the development of the finite memory observer. More specifically, two categories of uncertainties are treated (uncertain systems and correlated noise systems). All case studies are illustrated by numerical simulations confirming the qualities of this tool. Finally, we will apply this tool to teleoperated systems subjected to new types of attacks called “smart attacks”.