Electronique
Conception d’une architecture ANNoptimale pour détecter et localiserles dommages dans les structures enforme de plaque
Le contrôle non-destructif (CND) par émission acoustique (EA) permet la détectionde la création, de la localisation et / ou de l’évolution de défauts. Il repose sur l’utilisation d’un ou plusieurs capteurs pouvant être installés de façon permanente à l’écouted’événements pouvant se dérouler au sein de structures de petites ou de grandes dimensions. Cependant, la précision des outils de localisation est fortement dépendante desméthodes d’analyse des signaux d’EA enregistrés. Dans ce mémoire nous proposons unalgorithme qui combine deux approches de ANN optimisé (ANN_322 et ANN_966) enutilisant comme entrée les TDOA et la vitesse de groupe estimées à base de la CWT,et le second CNN-1D e昀昀ectue l’extraction des caractéristiques directement à partir dessignaux EA pour la localisation des éventements acoustiques. En昀椀n, une comparaison desperformances des méthodes proposées est réalisée Voir les détails
Mots clés : CNN-1D, ANN, EA
Conception et implémentation d’un système de transmission pour robot d’inspection de pipeline.
Dans le contexte des inspections de pipelines, où des robots parcourent de longues distances à l'intérieur des tuyaux, il devient essentiel d'établir une communication en temps réel pour surveiller les opérations du robot. La retransmission vidéo ainsi que la transmission des données jouent un rôle crucial dans cette assurance de suivi. De plus, cette communication bidirectionnelle offre des possibilités de contrôle à distance pour les équipes de maintenance.L'objectif de ce projet est de concevoir un système de transmission entre l'unité de contrôle et de suivi et le robot d'inspection. Différents protocoles peuvent être envisagés en fonction des contraintes et des scénarios spécifiques, dans notre initiative nous avons eu recours à celui de LoRA.La transmission doit être réalisée à l'intérieur du pipeline, car la structure métallique du tuyau bloque tout échange de signaux avec l'extérieur. Cette contrainte technique nécessite une approche réfléchie et novatrice pour assurer une communication fluide et fiable entre le robot inspecteur et l'unité de contrôle. Voir les détails
Mots clés : pipelines, robot
Economic Evaluation of Degradation by Corrosion of an On-Grid Battery Energy Storage System: A Case Study in Algeria Territory
Economic planning models, which are used to build microgrids and Distributed Energy Resources (DER), are the current norm for expressing such confidence. These models often decide both short-term DER dispatch and long-term DER investments. This research investigates the most cost-effective hybrid (photovoltaicdiesel) renewable energy system (HRES) based on Total Net Present Cost (TNPC) in an Algerian Saharan area, which has a high potential for solar irradiation and has a production capacity of 1 GW/h. Leadacid batteries have been around much longer and are easier to understand, but have limited storage capacity. Lithium-ion batteries last longer, are lighter, but generally more expensive. By combining the advantages of each chemistry, we produce cost-effective highcapacity battery banks that operate solely on AC coupling. The financial implications of this research describe the corrosion process that occurs at the interface between the active material and grid material of the positive plate of a lead-acid battery. The best cost study for the HRES is completed with the assistance of the HOMER Pro MATLAB Link. Additionally, during the course of the project's 20 years, the system is simulated for each time step. In this model, which takes into consideration decline in solar efficiency, changes in battery storage levels over time, and rises in fuel prices above the rate of inflation, the trade-off is that the model is more accurate, but the computation takes longer. We initially utilized the optimizer to run the model without multi-year in order to discover the best system architecture. The optimal system for the single-year scenario is the Danvest generator, which has 760 kW, 200 kWh of the necessary quantity of lead-acid storage, and a somewhat lower Cost Of Energy (COE) of $0.309/kWh. Different scenarios that account for fluctuations in the gasified biomass generator's production of electricity have been simulated, and various strategies to guarantee the balance between generation and consumption have been investigated. Voir les détails
Mots clés : Battery, corrosion, Diesel, Economic planning optimization, Hybrid energy system, HES, Lead-acid battery, Li-ion battery, Multi-year planning, Microgrid, price forecast, total net present cost, Wind
Conception et réalisation d’un système d’imagerie ultrasonore commandé par carte FPGA.
Cette étude sera basée sur l’étude, la conception et la réalisation software et hardware d’un système de déplacement micrométrique à trois axes commandés par carte FPGA. Ce système permet un scanning des pièces par des transducteurs ultrasonores. Les signaux échographiques acquis sont acheminés vers un PC pour traitement et exploitation. Ce travail consiste aussi à implémenter des algorithmes sur MATLAB permettant de constituer des images ultrasonores et de les traiter pour détecter et localiser les éventuels défauts (ex. Fissures) dans les pièces examinées Voir les détails
Mots clés : déplacement micrométrique, carte FPGA, transducteurs ultrasonores
Détection des feux de forêts en utilisant les images aériennes acquises par drone et le modèle YOLOv3
Forest fires in recent years have destroyed hundreds of thousands of hectares and caused the death of several people, these fires also have a significant economic cost. In this work, we propose an approach for an early wildfire detection, before their development into fires, because it is difficult to control them afterwards. The approach is based on the processing of aerial data acquired by unmanned aerial vehicles (UAV), and the automatic early wildfire detection, which allows to send an emergency alert directly to the relevant services and a to have a fast response. The technique used is based on transfer learning applied on a model of object detection which is YOLOv3, then validate the effectiveness of the model using the datasets of Flame, FiSmo and other images. The performances obtained in terms of Recall, F1-Score, Accuracy and Precision are respectively: 95.535%, 95.085%, 92.559%, and 96.428%. Voir les détails
Mots clés : Drone, Wildfire, Forests, YOLOv3, Detection.
Conception et réalisation d’un système d’imagerie ultrasonore commandé par carte FPGA
This research will be built on the study, the conception and the software and hardware realization of a micrometric displacement system with three axes, controlled by FPGA board. This system allows a scanning of the parts by ultrasonic transducers. The acquired ultrasound signals are sent to a PC for processing and exploitation. This work also consists in implementing algorithms on MATLAB allowing to constitute ultrasonic images and to process them in order to detect and locate the possible defects (ex.cracks) in the examined parts. Voir les détails
Mots clés : micrometric displacement, FPGA board, ultrasound transducers
Conception des micro-résonateurs à base de cristaux photoniques pour des applications capteurs
Les CPs sont des matériaux dont l’indice de réfraction (RI) varie dans différentes directions de l’espace périodiquement. Comme les électrons dans les semi-conducteurs, les photons sont répartis dans une bande de transmission séparée par une bande interdite photonique. Cette analogie permet d’envisager l’utilisation de CPs pour diriger la lumière. L’objectif principal de cette thèse réside dans la conception de nouvelles structures à microrésonateurs à base de CPs pour des applications de détection fonctionnant dans le visible et le moyen-IR. Quatre conceptions ont été proposées, le premier biocapteur proposé est un capteur CP-2D à base d’une cavité en forme de capsule couplée à deux guides d’ondes pour la détection de différentes maladies au stade précoce et la sensibilité peut être améliorée jusqu’à la valeur la plus élevée de 609.25nm/RIU, un facteur de qualité (Q) de 3.8599×105a été obtenu. Une deuxième conception d’un biocapteur CP-2D à base de deux guides d’ondes W1 couplé à un défaut en forme d’anneau pour la détection des stades du paludisme a été présentée. Le dispositif proposé présente une sensibilité élevée de 702.96nm/RIU. Nous avons consacré une dernière partie de ce travail pour les capteurs fonctionnant dans le moyen-IR. Dans un premier temps, nous avons étudié une conception composée de deux guides d’ondes et une microcavité, en utilisant la méthode d’indice effectif et une sensibilité de 758nm/RIU a été atteinte. Dans le but d’améliorer la performance de capteurs à base de CP pour le moyen-IR, une deuxième conception d’un capteur à base de CP à fente pour la détection biochimique a été proposée et une sensibilité élevée de 938nm/RIU a été obtenue. En créant une microcavité dans la zone proche de la fente d’air, une sensibilité de 1343.2nm/RIU et un haut facteur de qualité (Q) d’environ 107ont été obtenus, ces valeurs donnent un (FOM) extrêmement élevé de l’ordre de 106 RIU-1. L’utilisation du capteur proposé pour la détection du méthane (CH4) révèle une sensibilité élevée de 1224.48nm/RIU. Nous avons effectuées toutes les simulations à l’aide des deux méthodes (PWE) et (FDTD) du simulateur FullWAVE et BandSOLVE de RSoft Photonic Suite CAD Voir les détails
Mots clés : Cristaux photoniques, l'optique intégrée, capteurs, guides d’ondes, microrésonateur, FDTD.
Conception des micro-résonateurs à base de cristaux photoniques pour des applications capteurs
Les CPs sont des matériaux dont l’indice de réfraction (RI) varie dans différentes directions de l’espace périodiquement. Comme les électrons dans les semi-conducteurs, les photons sont répartis dans une bande de transmission séparée par une bande interdite photonique. Cette analogie permet d’envisager l’utilisation de CPs pour diriger la lumière. L’objectif principal de cette thèse réside dans la conception de nouvelles structures à microrésonateurs à base de CPs pour des applications de détection fonctionnant dans le visible et le moyen-IR. Quatre conceptions ont été proposées, le premier biocapteur proposé est un capteur CP-2D à base d’une cavité en forme de capsule couplée à deux guides d’ondes pour la détection de différentes maladies au stade précoce et la sensibilité peut être améliorée jusqu’à la valeur la plus élevée de 609.25nm/RIU, un facteur de qualité (Q) de 3.8599×105a été obtenu. Une deuxième conception d’un biocapteur CP-2D à base de deux guides d’ondes W1 couplé à un défaut en forme d’anneau pour la détection des stades du paludisme a été présentée. Le dispositif proposé présente une sensibilité élevée de 702.96nm/RIU. Nous avons consacré une dernière partie de ce travail pour les capteurs fonctionnant dans le moyen-IR. Dans un premier temps, nous avons étudié une conception composée de deux guides d’ondes et une microcavité, en utilisant la méthode d’indice effectif et une sensibilité de 758nm/RIU a été atteinte. Dans le but d’améliorer la performance de capteurs à base de CP pour le moyen-IR, une deuxième conception d’un capteur à base de CP à fente pour la détection biochimique a été proposée et une sensibilité élevée de 938nm/RIU a été obtenue. En créant une microcavité dans la zone proche de la fente d’air, une sensibilité de 1343.2nm/RIU et un haut facteur de qualité (Q) d’environ 107ont été obtenus, ces valeurs donnent un (FOM) extrêmement élevé de l’ordre de 106 RIU-1. L’utilisation du capteur proposé pour la détection du méthane (CH4) révèle une sensibilité élevée de 1224.48nm/RIU. Nous avons effectuées toutes les simulations à l’aide des deux méthodes (PWE) et (FDTD) du simulateur FullWAVE et BandSOLVE de RSoft Photonic Suite CAD Voir les détails
Mots clés : taux photoniques, l'optique intégrée, capteurs, guides d’ondes, microrésonateur, FDTD.
Enhanced the modeling accuracy by the design of new photovoltaic models including the proposed nonlinear thermal resistors
This article proposes new photovoltaic (PV) models, with which the modeling accuracies are much improved, regardless of wide absolute temperature variations. The desired PV models are designed by an equivalent electrical circuit consisting of a single diode and two proposed nonlinear thermal resistors. The realization of such resistors is therefore the key contribution of this article since they significantly increase the degrees of freedom of similar circuits, including fixed resistors. As a result, the given modeling accuracies are clearly improved not only under standard test conditions but also in more severe climatic environments, characterized by high absolute temperatures. To achieve this goal, the parameters of the two proposed PV models were optimized using the gnetic algorithm, where a fitness function for each PV model is well minimized. Each fitness function was previously formulated from comparing actual output currents, prerecorded from the existing ISOFOTON I-50 PV panel, by predicted output currents, computed using the Lambert-W function. The given performances by the proposed PV models were compared with those provided by the standard PV ones where the given simulation results reveal the superiority of the proposed PV models under different weather conditions. Voir les détails
Mots clés : Genetic algorithm, Lambert-W function, Photovoltaic, Resistance-based metallic conductor, Resistance-based thermistance material, standard climatic condition
Implémentation Des Algorithmes de Traitement du Signal sur carte FPGA
The aim of this work is to realize an on-board system allowing to automate the control in NDT by ultrasonic. For this, we performed the transmission and reception of signals using an FPGA card that acquisition and signal processing are implemented on the same FPGA circuit. Voir les détails
Mots clés : Non-destructive testing (CND), ultrasonic signals, FPGA, Signal processing