Modélisation et conception d'un capteur à courants de Foucault intelligent pour l'identification de canalisations enterrées

par Adel Zitouni

Thèse de doctorat en Automatique, traitement du signal et génie informatique

Sous la direction de Danielle Nuzillard.

Soutenue en 2006

à Reims .


  • Résumé

    Dans cette thèse, nous présentons la modélisation et la réalisation d'un capteur à courants de Foucault basé sur le principe de la balance d'induction. L'objectif de ce détecteur est la localisation et l'identification de canalisations enterrées sans fouille. Nous avons défini un code pour chaque type de canalisation, et la reconnaissance du code entraîne l'identification de la canalisation. Nous appelons code une succession de motifs conducteurs, la longueur et les espaces entre ces motifs varient d'un code à un autre. Notre détecteur comprend une bobine d'émission qui génère un champ électromagnétique, et des bobines réceptrices captant le champ réfléchi créé par les courants de Foucault induits dans les motifs conducteurs du code. Une mesure du déphasage par détection synchrone permet l'obtention d'un signal représentatif des motifs du code. Cette mesure est ensuite conditionnée grâce à une étape de filtrage et débruitage par séparation de sources afin d'éliminer la présence d'un éventuel objet conducteur aux alentours. L'analyse de données permet le calcul des paramètres pertinents pour effectuer la classification. Nous avons ajouté un nouveau système de codage compatible et complémentaire à l'ancien, ainsi que des classifieurs assurant son identification tels que : la distance transformée, DTW (Dynamic Time Warping) et la reconnaissance structurelle. Nous avons également ajouté trois classifieurs pour le premier système de codage, basés sur les K plus proches voisins, la distance de Mahalanobis et les fonctions à base radiale RBF pour renforcer le système de reconnaissance. Une combinaison des résultats des différents classifieurs par une méthode de fusion de données permet d'obtenir une bonne fiabilité du système. Dans la dernière partie, nous présentons les nombreuses perspectives de développement dont la principale repose sur l'utilisation de cibles magnétiques comme motifs de code.


  • Résumé

    In this thesis, we present the modeling of an eddy current sensor based on the induction balance principle. The objective of this detector is the localization and the identification of buried pipes without excavation. We have defines a tag for each pipe type, and the recognition of the tag involves the identification of the pipe. We call tag a succession of conductive elements, the length and spaces between these elements vary from a tag to another. Our detector includes an emitting coil which generates an electromagnetic field, and receiving coils collect the reflected field created by the eddy current in the conductive elements of the tag. A measurement of dephasing by lock-in detection allows obtaining a signal representative of the tag elements. This measurement is then conditioned thanks to a stage of filtering and denoising per Blind Source Separation (BSS) in order to eliminate the presence of an eventual conductive object in the neighbourhoods. The data analysis allows the calculation of the pertinent parameters to carry out classification. We added a new coding system compatible and complementary to the old one, as well as classifiers ensuring his identification such as: the transformation distance, DTW (Dynamic Time Warping) and the structural recognition. We added three classifiers for the first coding system, based on K near neighbourhood, the Mahalanobis distance and the Radial Basis Function (RBF) to reinforce the recognition system. A combination of the various classifiers results by a method of data fusion makes it possible to obtain a good reliability of the system. In the last part, we present the many development prospects whose principal one rests on the use of magnetic targets like tag elements.

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Informations

  • Détails : 187f.
  • Annexes : Bibliogr. f. 175-187

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  • Bibliothèque : Université de Reims Champagne-Ardenne. Bibliothèque universitaire. Bibliothèque Moulin de la Housse.
  • Non disponible pour le PEB
  • Cote : 06REIMS011
  • Bibliothèque : Université de Reims Champagne-Ardenne. Bibliothèque universitaire. Bibliothèque Moulin de la Housse.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : 06REIMS011Bis
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