Techniques d'imagerie pour la détection et la localisation de défauts non francs dans les réseaux de câblage

par Moussa Kafal

Thèse de doctorat en Génie électrique

Sous la direction de Andrea Cozza et de Lionel Pichon.

Soutenue le 20-09-2016

à Paris Saclay , dans le cadre de École doctorale Electrical, optical, bio-physics and engineering (Orsay, Essonne) , en partenariat avec CentraleSupélec (2015-....) (établissement opérateur d'inscription) et de Laboratoire Génie électrique et électronique de Paris (Gif sur Yvette) (laboratoire) .

Le président du jury était Yann Le Bihan.

Le jury était composé de Andrea Cozza, Lionel Pichon, Maud Franchet.

Les rapporteurs étaient Philippe Besnier, Julien de Rosny.


  • Résumé

    Les câbles électriques sont partout dans de nombreux domaines où le transfert d'énergie et de l'information est nécessaire pour garantir une bonne performance d'un système. Un jour ou l'autre, un câble dans un réseau va montrer des signes de faiblesse qui conduit à l'apparition de défauts soit francs ou non francs. Malgré le fait que plusieurs méthodes de diagnostic de fil électriques et non-électriques ont été étudiés et mis au point au cours des dernières décennies, les techniques basées réflectométrie ont fourni des résultats efficaces avec des défauts difficiles, mais ont montré moins fiables à chaque fois que des erreurs légères sont traitées.Basé sur un concept radicalement différent, la méthode DORT, développé à l'origine en acoustique a récemment été transposée à la propagation à ondes guidées, par exemple, les réseaux de fils, et montré pour détecter avec précision et localiser les défauts mous simples même dans les configurations de réseau complexes. D'autre part, plusieurs défauts ne peuvent être résolus séparément. Désormais une formulation alternative du DORT basée sur un système de mise à jour est proposée. Notamment, cette nouvelle approche, appelée EDORT, a permis de localiser plusieurs défauts non francs dans différents réseaux de câblage et a permis l'extraction de l'intensité de chaque défaut uniquement. D'autre part, ces méthodes dans le domaine temporel comptent sur la disponibilité de potentiellement importantes largeurs de bande, afin de créer les conditions pour la résolution spatiale. Retournement temporel (TR) classement de signaux multiples, également connu sous le TR-MUSIC, assurée sous-longueur d'onde résolution spatiale des emplacements des défauts tout en travaillant sur une base mono-fréquence. TR-MUSIC a montré une bonne performance dans la localisation unique, ainsi que de multiples défauts non francs dans différentes configurations de réseau. Il a également montré pour permettre la récupération du coefficient de réflexion de chaque défaut séparément.

  • Titre traduit

    Imaging Techniques for soft fault detection and location in wiring networks


  • Résumé

    Electrical cables are everywhere in many fields where the transfer of energy and information is necessary to guarantee a good performance of a system. One day or another, a cable in a network will show signs of weakness leading to the appearance of either hard or soft faults. Despite the fact that several electric and non-electric wire diagnosis methods have been studied and developed throughout the last few decades, reflectometrybased techniques have been providing effective results with hard faults, but have shown to be less reliable whenever soft faults are addressed. Based on a radically different concept, the DORT method, originally developed in acoustics was recently transposed to guided-wave propagation, e.g., wire networks, and shown to precisely detect and locate single soft faults even within complex network configurations. On the other hand, multiple faults cannot be resolved separately. Henceforth an alternative formulation of the DORT based on an updating scheme is proposed. Notably, this novel approach, referred to as EDORT, allowed locating multiple soft faults in different wiring networks and enabled extracting the intensity of each fault solely. On the other hand, such time domain methods rely on the availability of potentially large bandwidths, in order to create the conditions for spatial resolution. Time-reversal (TR) multiple signal classification, also known as TR-MUSIC, ensured sub-wavelength spatial resolution of the faults’ locations while working on a single-frequency basis. TR-MUSIC has shown a good performance in locating single as well as multiple soft faults in different network configurations. It has also shown to allow retrieving the reflection coefficient of each fault separately.


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