dmd these flechee 2009 long

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Analyse de grandeurs physiques 3D dans un but de diagnostic des systèmes Ecole doctorale : EEATS, Grenoble http://www.edeeats.inpg.fr Laboratoire : Gipsa-lab, DIS http://www.gipsa-lab.inpg.fr Responsables : christine.serviere@gipsa-lab.inpg.fr pierre.granjon@gipsa- tel : 04-76-82-71-32 Financement: Acquis, allocation ministérielle. Trajectoire temporelle d’un champ magnétique 3D Trajectoire temporelle de la tension d’un réseau triphasé rayonné par un système Contexte La plupart des méthodes de diagnostic des systèmes sont basées sur l’analyse et la caractérisation de grandeurs physiques qui sont par nature tridimensionnelles. C’est le cas par exemple de la surveillance des systèmes électriques basée sur des mesures électriques triphasées, ou des mesures électromagnétiques. Tracées dans un repère euclidien à trois dimensions, ces grandeurs parcourent en fonction du temps une trajectoire dont les caractéristiques géométriques sont représentatives de l’état du système (voir deux exemples sur les figures ci-dessus). Les techniques classiques de diagnostic étudient les grandeurs mesurées composante par composante, sans prendre en compte leur nature tridimensionnelle ou les caractéristiques géométriques de leur trajectoire. Une part importante de l’information, le plus souvent déterminante d’un point de vue diagnostic, est ainsi ignorée. GIPSA-lab Campus universitaire 961 rue de la Houille Blanche - BP46 Tutelles ...

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Analyse de grandeurs physiques 3D
dans un but de diagnostic des systèmes

Ecole doctorale : EEATS, Grenoble
http://www.edeeats.inpg.fr

Laboratoire : Gipsa-lab, DIS
http://www.gipsa-lab.inpg.fr

Responsables : christine.serviere@gipsa-lab.inpg.fr
pierre.granjon@gipsa-
tel : 04-76-82-71-32

Financement: Acquis, allocation ministérielle.


Trajectoire temporelle d’un champ magnétique 3D Trajectoire temporelle de la tension d’un réseau triphasé
rayonné par un système

Contexte
La plupart des méthodes de diagnostic des systèmes sont basées sur l’analyse et la
caractérisation de grandeurs physiques qui sont par nature tridimensionnelles. C’est le
cas par exemple de la surveillance des systèmes électriques basée sur des mesures
électriques triphasées, ou des mesures électromagnétiques. Tracées dans un repère
euclidien à trois dimensions, ces grandeurs parcourent en fonction du temps une
trajectoire dont les caractéristiques géométriques sont représentatives de l’état du
système (voir deux exemples sur les figures ci-dessus).
Les techniques classiques de diagnostic étudient les grandeurs mesurées composante
par composante, sans prendre en compte leur nature tridimensionnelle ou les
caractéristiques géométriques de leur trajectoire. Une part importante de l’information, le
plus souvent déterminante d’un point de vue diagnostic, est ainsi ignorée.


GIPSA-lab
Campus universitaire
961 rue de la Houille Blanche - BP46
Tutelles F-38402 GRENOBLE Cedex
Grenoble INP, CNRS, www.gipsa-lab.inpg.fr Tél. +33 (0)4 76 82 62 56
prenom.nom@gipsa-lab.inpg.fr UJF, Stendhal Fax +33 (0)4 76 82 64 26


Sujet de recherche et résultats attendus
On se propose, dans le cadre de ce travail de recherche, de développer des méthodes
d’analyse et de traitement de grandeurs 3D permettant de mettre en évidence les
spécificités géométriques des données, et de fournir une information jusque là
inaccessible pour le diagnostic.
Pour cela, 2 approches sont envisagées :
- l’utilisation d’outils de base de la géométrie différentielle dédiés à l’étude des
trajectoires 3D (courbure, torsion, repère de Frénet) employés avec succès en
cinématique,
- l’utilisation du formalisme des quaternions, employé avec succès pour représenter le
mouvement orbital des satellites, et en sismique pour caractériser la polarisation des
ondes élastiques.
Cette démarche aboutira à la définition d’outils d’analyse et de traitement de grandeurs et
de trajectoires tridimensionnelles. Employés dans un cadre de diagnostic des systèmes,
ils fourniront des informations complémentaires aux méthodes classiques, augmentant
ainsi leurs performances à la fois en terme de détection et de localisation de défauts.

Application immédiate : diagnostic de systèmes électriques
L’application envisagée à très court terme pour ces outils est le diagnostic des systèmes
électriques :
- détection et localisation de creux de tension dans les réseaux électriques triphasés,
- détection et localisation de défauts dans les machines électriques par mesures
électriques triphasées, mesures vibratoires 3D, mesure de champ magnétique
rayonné.
Dans les deux cas, des données expérimentales seront utilisées pour valider les résultats.

Pour aller plus loin …
De nombreuses autres applications mettent en jeu des grandeurs physiques 3D, pour
lesquelles les méthodes développées pourront être appliquées : vibrations 3D des
systèmes mécaniques, analyse de mouvements 3D et contrôle d’attitude, contrôle non
destructif, biométrie, …
De plus, une fois les méthodes développées dans un contexte déterministe, on pourra les
étendre au formalisme aléatoire afin d’envisager le cas de données fortement bruitées.
On pourra également adapter ces méthodes aux données de type non stationnaires pour
pouvoir analyser des grandeurs issues de systèmes en régime non stationnaires.

Compétences requises
Outre les qualités habituelles d’autonomie et d’aptitude à la rédaction (en français et en
anglais) nécessaires pour un travail de thèse, les compétences spécifiques attendues
pour ce travail de recherche sont :
- des connaissances poussées en traitement du signal (niveau master)
- de bonnes bases mathématiques (algèbre, géométrie différentielle)
- la maitrise des outils classiques de programmation scientifique (matlab ou équivalent)
Des connaissances en signaux et systèmes électriques seraient un plus.

GIPSA-lab
Campus universitaire
961 rue de la Houille Blanche - BP46
Tutelles F-38402 GRENOBLE Cedex
Grenoble INP, CNRS, www.gipsa-lab.inpg.fr Tél. +33 (0)4 76 82 62 56
prenom.nom@gipsa-lab.inpg.fr UJF, Stendhal Fax +33 (0)4 76 82 64 26