Contributions au traitement des signaux ultrasonores pour des mesures instantanées en écoulements transitoires

par Irina Murgan

Projet de thèse en Signal image parole telecoms

Sous la direction de Cornel Ioana et de Gabriel Vasile.

Thèses en préparation à Grenoble Alpes , dans le cadre de École doctorale électronique, électrotechnique, automatique, traitement du signal (Grenoble) , en partenariat avec Grenoble Images Parole Signal Automatique (laboratoire) et de Images et Signal : VISION AND BRAIN SIGNAL PROCESSING (VIBS) (equipe de recherche) depuis le 01-10-2014 .


  • Résumé

    Dans le contexte de du contrôle des machines et des procédés hydrauliques, la tomographie ultrasonore multivoie [1] consiste à utiliser pour émettre et recevoir les ondes ultrasonores des traducteurs large bande constitués d'un ensemble d'éléments pouvant chacun être piloté de manière indépendante. L'application de lois de phase sur les éléments est mise en œuvre pour maîtriser les caractéristiques du faisceau scrutateur afin de mieux optimiser la résolution et la couverture spatiale de l'objet (ou phénomène) imagé. Le premier objectif de cette thèse est ainsi de proposer des nouvelles méthodes de type « transient adaptive waveform » parfaitement adaptées aux techniques multiéléments et permettant de s'appliquer à des configurations complexes, en particulier pour ce qui concerne la géométrie de la configuration hydraulique inspectée et/ou la nature transitoire de l'écoulement. Répondre à cet objectif nécessite de s'appuyer sur une modélisation directe de la propagation ultrasonore pour la description du phénomène physique de l'interaction onde-fluide prenant en compte toute la complexité d'un écoulement transitoire [2]. L'innovation, en terme de « transient adaptive waveform » consiste à proposer les concepts de formes d'ondes transitoires avec des éléments discriminants, ce qui conduira à des contributions dans le domaine des séparations de signaux transitoires. Une fois que les mesures de chacune voie soient obtenues, leurs post-traitement pour la construction du profil 3D des paramèttres hydrodynamiques demande l'utilisation des outils théoriques de reconstruction algébrique itérative, Iterative Algebraic Reconstruction Technique iART [3]. Dans ce sens, des études menées par le laboratoire GIPSA-lab ont montés que la représentation parcimonieuse pour un cadre restreint, comme cela de la symétrie cylindrique, serait une alternative plus efficace par rapport aux méthodes de iART [4], d'après les critères des contraintes utilisées pour la régularisation des problèmes mal posés et, implicitement, la réduction des inconnues du problème étudié. Afin de mieux prendre en compte l'influence de l'écoulement transitoire sur les signaux propagés, nous proposons la représentation parcimonieuse de la déformation de la phase induite par la turbulence, et pour cela, la représentation des signaux large-bande en coordonnées cylindriques sera utilisée. Un tel espace de représentation améliora la visualisation de la déformation des phases dans une structure cylindrique, constribuant ainsi à la définition des espaces de représentation adéquats aux signaux issus des phénomènes hydrauliques transitoires. Les principales directions de recherche décrites ci-dessus fournissent les points de départ de cette thèse, proposée et co-encadrée en collaboration avec le LEGI, dédiée au développement des nouvelles méthodes et algorithmes de traitement du signal pour les mesures instantanées en écoulements transitoires. Théoriquement, la représentation en coordonnées cylindriques de la phase instantanée du signal doit être parcimonieuse et applicable à tout signal acoustique se propageant dans un milieu à géométrie cylindrique un milieu à géométrie cylindriques non axisymétrique. Ainsi, l'analyse non-stationnaire proposée permettra l'optimisation de la transmission des ondes ultrasonores et l'amélioration des algorithmes d'adaptation et de focalisation, qui est cruciale pour la précision des systèmes tomographiques des phénomènes hydrauliques. Ces systèmes peuvent être utilisés pour une gamme d'applications très large, comme : la surveillance et l'optimisation des processus instationnaires des turbomachines hydrauliques, la protection des installations hydrauliques des centrales hydrauliques et nucléaires (détection des brèches), etc.

  • Titre traduit

    Contribution of ultrasound signal processing for the instantaneous transitory flow measurements


  • Résumé

    In the context of hydraulic machines and processes control, the