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Fichier:RapportJebbek.pdf

2014-12-17T10:41:39Z

Zjebbari : a téléversé une nouvelle version de « Fichier:RapportJebbek.pdf »

Projets IMA5 2014/2015

2014-12-16T15:58:35Z

Zjebbari : /* Répartition des binômes */

Merci de référencer vos pages de projets ici. Merci aussi d'uniformiser vos formats que ce soit en regardant la présentation des projets déjà créés ou en allant modifier le format des précédents si votre façon de faire vous semble la meilleure. Dans tous les cas un minimum de communication entre les binômes est conseillée.

== Répartition des binômes ==

<table border="1">
<th>Projet</th>
<th>Elèves</th>
<th>Encadrant Ecole</th>
<th>Rapport décembre</th>
<tr>
<td>[[P1 Modélisation et commande de l'auto-ignition d'un moteur HCCI]]</td>
<td>Moulé Alexandre / Taché Clément </td>
<td> Anne-Lise Gehin / Jean-Yves Dieulot </td>
<td> </td>
</tr>
<tr><td>[[P5 Filtrage des indicateurs numériques de diagnostic]]</td>
<td> ZIOU Ismaïl / HAMZAOUI Oussama </td>
<td> Belkacem Ould Bouamama </td>
<td></td>
</tr>
<tr>
<td>[[P6 Gestion des flux thermiques du bâtiment Polytech]]</td>
<td>Florian Royer / Zohour Assaieb </td>
<td> Belkacem Ould Bouamama </td>
<td> </td>
</tr>
<tr><td>[[P7 Utilisation d'un Robot Nao pour les enfants autistes]]</td>
<td> Rodriguez Loïc/Ismaïl Tahry</td>
<td> GAPAS/Laurent Grisoni </td>
<td></td>
</tr>
<tr><td>[[P8 Pilulier]]</td>
<td> Alexandre Mercier / Emile Pinet</td>
<td> Thomas VANTROYS / Alexandre BOE </td>
<td></td>
</tr>
<tr><td>[[P9 Agenda pour personnes non lectrices]]</td>
<td> Cédric DESPREZ & Soufiane HADDAOUI </td>
<td> GAPAS/Laurent Grisoni </td>
<td></td>
</tr>
<tr><td>[[P11 Détecteur d'obstacles pour fauteuils électriques]]</td>
<td> Geoffrey ROSE / Marjorie TIXIER </td>
<td> GAPAS / Blaise Conrard </td>
<td></td>
</tr>
<tr><td>[[P12 Automatiser à l'aide d'une interface LabView la procédure de mesure de conductivité électrique d'un alternateur à griffes]]</td>
<td> Hugo FONDU </td>
<td> Abdelkader Benabou </td>
<td></td>
</tr>
<tr><td>[[P13 Construction d'un support motorisé pour la réalisation des essais de décharges électrostatique]]</td>
<td> JEBBARI Zineb / BEKRAOUI Oumaima </td>
<td> Nathalie Rolland </td>
<td> rapporteJebBek.pdf </td>
<td></td>
</tr>
<tr><td>[[P21 Balise Bluetooth Low Energy]]</td>
<td> Kévin CHALONO / Armagan YAMNAZ</td>
<td> Thomas VANTROYS </td>
<td></td>
</tr>
<tr><td>[[P22 Google Glass en logistique ]]</td>
<td> Jérémy Gondry / Vincent Meunier </td>
<td> Laurent Grisoni </td>
<td></td>
</tr>
<tr><td>[[P24 Robot de surveillance domestique]]</td>
<td> Sébastien DELTOMBE </td>
<td> Xavier Redon </td>
<td></td>
</tr>
<tr><td>[[P25 SmartMeter]]</td>
<td> Thomas Ederlé / Sylvain Fossaert</td>
<td> Guillaume Renault / Xavier Redon / Alexandre Boé </td>
<td></td>
</tr>
<tr><td>[[P26 Vehicule Electrique ]]</td>
<td> Smain Labdouni / Adnane Jaoui </td>
<td> Arnaud Chielens / Philippe Delarue </td>
<td></td>
</tr>
<tr><td>[[P27 Controle Direct de Puissance d'un Convertisseur Matriciel ]]</td>
<td> Quentin Pesqueux / Nicolas Alexandre </td>
<td> Philippe Delarue </td>
<td></td>
</tr>
<tr><td>[[P28 Modélisation d'un robot chirurgical déformable pour la simulation et le contrôle]]</td>
<td> Charlotte BRICOUT / Nathan MARTIN </td>
<td> Jérémie DEQUIDT</td>
<td></td>
</tr>
<tr><td>[[P33 Ligthing contactless / "wireless"]]</td>
<td> Benjamin Lafit </td>
<td> Alexandre Boé </td>
<td></td>
</tr>
<tr><td>[[P37 Creation d'un composant d'audit des accès cache mémoire sur un microprocesseur LEON3 simulé en FPGA ]]</td>
<td> Jérôme Vaessen </td>
<td> Julien Cartigny / Pierrick Buret </td>
<td></td>
</tr>
<tr><td>[[P44 Création d'un systeme domotique sans fil ]]</td>
<td> Benoit MALIAR / Thomas MAURICE</td>
<td> Pierrick BURET / Thomas VANTROYS </td>
<td></td>
</tr>
<tr><td>[[P45 Aide à la navigation d'un véhicule autonome]]</td>
<td> Pierre APPERCÉ</td>
<td> Rochdi MERZOUKI </td>
<td></td>
</tr>
<tr><td>[[P46 Simulation Temps Réel d'un Environnement de Robots Autonomes Logisticiens]]</td>
<td> Valentin VERGEZ</td>
<td> Rochdi MERZOUKI </td>
<td></td>
</tr>
<tr><td>[[P57 CHRU Lille : Smart Picking]]</td>
<td> Mathieu Bossennec / Florian Caron</td>
<td> Gwénaëlle Maton / Alexandre Boé / Thomas Vantroys </td>
<td></td>
</tr>
<tr><td>[[P59 Assistance globale pour aide au parking]]</td>
<td> Mathieu GERIER / Céline LY </td>
<td> Alexandre BOE / Thomas VANTROYS </td>
<td></td>
</tr>
</table>

P13 Construction d'un support motorisé pour la réalisation des essais de décharges électrostatique

2014-12-16T15:52:59Z

Zjebbari :

'''Contexte :'''

Dans le cadre de notre projet fin d'étude, nous sommes amenées à travailler pour l'entreprise VALEO dans le but de construire un support motorisé pour la réalisation des essais de décharges électrostatiques.

Binôme: JEBBARI Zineb / BEKRAOUI Oumaima.

Encadrante: Mme Nathalie Rolland.

'''Présentation du sujet :'''

De nos jours, la compatibilité électromagnétique (CEM), qui est l'aptitude d'un appareil à fonctionner dans son environnement électromagnétique de façon satisfaisante, est devenue un élément indispensable lors de nouveaux développement électriques et électroniques. La prendre en compte est donc une option inévitable. Pour cela, le laboratoire CEM effectue de nombreux essaies de décharges électrostatiques (les courants fugaces non-désirés pouvant endommager l'équipement électronique ou électrique).

'''Objectif du projet:'''
Lors de sa validation, l'alternateur doit subir des essais dits d'immunité aux décharges électrostatiques produite directement par des opérateurs. Le laboratoire veut automatiser cette opération et nous demande de créer un support motorisé sur lequel sera placé un pistolet générateur de décharges. Ce support devra s'approcher de l'alternateur sous test avec une vitesse constante mais modifiable simplement (plage entre 0.1 et 0.5 m/s).

'''Contrainte du support:'''

- Facilement transportable.

- Robuste.

- L'utilisateur doit pouvoir modifier la vitesse du support qui sera comprise entre 0.1 et 0.5 m/s.

- budget : entre 2000 et 4000 euros.

- Support fabriqué en matériau résistif aux champs électromagnétiques (Ex: Plastique) .

'''Diagramme illustratif:'''

''Diagramme Bête à cornes:''

[[Fichier:bete.png]]

''Diagramme Pieuvre:''

[[Fichier:pieuvre.png]]

'''Outils utilisés :'''

- Labview : Logiciel de programmation

-Autodesk Inventor: Logiciel de CAO

- Imprimante 3D pour la réalisation du support.

'''Modèle du bras de robot : '''

Dans un premier temps, nous allons réaliser un bras de robot contenant un seul degré de liberté, en d'autres termes, un seul moteur sera utilisé. Nous pourrons optimiser notre robot par la suite en ajoutant d'autres moteurs si cela semble nécessaire.

Afin de choisir la forme du support la plus adaptée au test, nous avons demandé au responsable des tests à VALEO de nous envoyer des photos du déroulement des tests:

[[Fichier:altern.png]]

'''Choix du moteur : '''

Pour choisir le moteur adéquat à notre projet, il va falloir faire une étude de dimensionnement du moteur. Pour ce faire, nous avons besoin de connaître certaines informations concernant notre bras de robot :

-Poids du robot. (estimé à 2.5kg)

-Vitesse maximale du robot. (0.5m/s)

-L'accélération maximale. (1.67)

-Angle de la plus grande pente à franchir. (90°)

- la distante entre le robot et l'alternateur qui sera la longueur du bras de robot.

'''Dimensionnement du moteur :

Parmi tous les moteurs proposés dans le marché pour des applications robotiques, nous avons opté pour un servomoteur à courant continu. Ce type de moteur est programmable, nous n’aurons donc pas besoin de microcontrôleur en plus. Nous pourrons alors programmer notre moteur en position. Nous associerons à ce dernier un variateur de vitesse qui permettra la modification de la vitesse du bras. Un moteur à courant continu (MCC) nous donne la possibilité d’alimenter le moteur avec une batterie si VALEO souhaite transporter le support.

'''Calcul du couple moteur :'''

Le couple fourni par le moteur doit être supérieur au couple résistant, en effet nous devons prendre en compte la masse du robot M, le rayon R (la longueur du bras) et la vitesse V à laquelle le robot se déplace.

Pour calculer le couple statique maximal nous nous mettons dans la situation la plus délicate, nous prenons la vitesse maximale, le rayon de 0,5 et une masse totale de 3 Kg.

C_st = M*g*V
C_st = 3*9,81*0,5
C_st = 14,71 Nm

C_mot = J*dΩ/dt + C_res Avec C_res ≈ C_st
Avec J dΩ/dt = M*R²*dV/(R*dt) = MRa / a : L’accélération du système

'''Choix des matériaux'''

Le choix des matériaux que nous allons utiliser pour la réalisation du support reste important car nous avons certaines contraintes à respecter :
Les câbles utilisés doivent supporter le champ magnétique créé donc nous avons opté pour des câbles blindés.
Par rapport à la machine que nous allons utiliser pour la réalisation du support, nous avons choisi la réalisation sur imprimante 3D. En effet, Polytech dispose d'un FABLAB où nous pouvons utiliser ces imprimantes. Ces machines ont la particularité d'imprimer des objets avec la plus grande précision.
La contrainte de la CEM nous a aussi obligé de choisir du plastique comme matière première, en effet c’est le matériel le plus résistant à la CEM et aux contraintes de robustesse demandés dans le cahier des charges.

Le plastique choisi est de type ABS (Acrylonitrile butadiène styrène), utilisé pour de nombreuses applications industrielles. L’ABS se soude, se colle et se décolle. Il est considéré comme un thermoplastique, en le chauffant il devient mou, en refroidissant il redevient très rigide. C’est ce qui nous a poussé à le choisir, sa rigidité pourra supporter le poids de notre générateur de décharges électrostatiques.

'''CAO'''

La CAO n'a pas pour fonction première l'édition du dessin. Il s'agit d'un outil informatique souvent lié à un métier, fonctionnant en langage dit objet, et permettant l'organisation virtuelle de fonctions techniques. Cela permet ensuite la simulation de comportement de l'objet conçu, l'édition éventuelle d'un plan ou d'un schéma étant automatique et accessoire.

Par rapport au logiciel de conception, nous avons opté pour Autodesk Inventor. Le site offre une License complète de 3 années pour les étudiants. En plus de sa gratuité, une quantité de vidéos contenants des tutoriels du logiciel sont disponible sur le site. Ce logiciel de CAO 3D offre un jeu d'outils convivial pour la conception mécanique, la documentation et la simulation de produits en 3D. Par ailleurs, la solution Digital Prototyping, combinée à Autodesk Inventor, aide à concevoir et à valider les produits avant leur construction afin d'offrir un résultat de meilleure qualité, de réduire les coûts de développement et d'accélérer la commercialisation.

L’assemblage de ces pièces nous donne la conception suivante :

[[Fichier:rapport.pdf]]

P13 Construction d'un support motorisé pour la réalisation des essais de décharges électrostatique

2014-12-15T18:20:02Z

Zjebbari :

'''Contexte :'''

Dans le cadre de notre projet fin d'étude, nous sommes amenées à travailler pour l'entreprise VALEO dans le but de construire un support motorisé pour la réalisation des essais de décharges électrostatiques.

Binôme: JEBBARI Zineb / BEKRAOUI Oumaima.

Encadrante: Mme Nathalie Rolland.

'''Présentation du sujet :'''

De nos jours, la compatibilité électromagnétique (CEM), qui est l'aptitude d'un appareil à fonctionner dans son environnement électromagnétique de façon satisfaisante, est devenue un élément indispensable lors de nouveaux développement électriques et électroniques. La prendre en compte est donc une option inévitable. Pour cela, le laboratoire CEM effectue de nombreux essaies de décharges électrostatiques (les courants fugaces non-désirés pouvant endommager l'équipement électronique ou électrique).

'''Objectif du projet:'''
Lors de sa validation, l'alternateur doit subir des essais dits d'immunité aux décharges électrostatiques produite directement par des opérateurs. Le laboratoire veut automatiser cette opération et nous demande de créer un support motorisé sur lequel sera placé un pistolet générateur de décharges. Ce support devra s'approcher de l'alternateur sous test avec une vitesse constante mais modifiable simplement (plage entre 0.1 et 0.5 m/s).

'''Contrainte du support:'''

- Facilement transportable.

- Robuste.

- L'utilisateur doit pouvoir modifier la vitesse du support qui sera comprise entre 0.1 et 0.5 m/s.

- budget : entre 2000 et 4000 euros.

- Support fabriqué en matériau résistif aux champs électromagnétiques (Ex: Plastique) .

'''Diagramme illustratif:'''

''Diagramme Bête à cornes:''

[[Fichier:bete.png]]

''Diagramme Pieuvre:''

[[Fichier:pieuvre.png]]

'''Outils utilisés :'''

- Labview : Logiciel de programmation

-Autodesk Inventor: Logiciel de CAO

- Imprimante 3D pour la réalisation du support.

'''Modèle du bras de robot : '''

Dans un premier temps, nous allons réaliser un bras de robot contenant un seul degré de liberté, en d'autres termes, un seul moteur sera utilisé. Nous pourrons optimiser notre robot par la suite en ajoutant d'autres moteurs si cela semble nécessaire.

Afin de choisir la forme du support la plus adaptée au test, nous avons demandé au responsable des tests à VALEO de nous envoyer des photos du déroulement des tests:

[[Fichier:alter.jpg]]

'''Choix du moteur : '''

Pour choisir le moteur adéquat à notre projet, il va falloir faire une étude de dimensionnement du moteur. Pour ce faire, nous avons besoin de connaître certaines informations concernant notre bras de robot :

-Poids du robot. (estimé à 2.5kg)

-Vitesse maximale du robot. (0.5m/s)

-L'accélération maximale. (1.67)

-Angle de la plus grande pente à franchir. (90°)

- la distante entre le robot et l'alternateur qui sera la longueur du bras de robot.

'''Dimensionnement du moteur :

Parmi tous les moteurs proposés dans le marché pour des applications robotiques, nous avons opté pour un servomoteur à courant continu. Ce type de moteur est programmable, nous n’aurons donc pas besoin de microcontrôleur en plus. Nous pourrons alors programmer notre moteur en position. Nous associerons à ce dernier un variateur de vitesse qui permettra la modification de la vitesse du bras. Un moteur à courant continu (MCC) nous donne la possibilité d’alimenter le moteur avec une batterie si VALEO souhaite transporter le support.

'''Calcul du couple moteur :'''

Le couple fourni par le moteur doit être supérieur au couple résistant, en effet nous devons prendre en compte la masse du robot M, le rayon R (la longueur du bras) et la vitesse V à laquelle le robot se déplace.

Pour calculer le couple statique maximal nous nous mettons dans la situation la plus délicate, nous prenons la vitesse maximale, le rayon de 0,5 et une masse totale de 3 Kg.

C_st = M*g*V
C_st = 3*9,81*0,5
C_st = 14,71 Nm

C_mot = J*dΩ/dt + C_res Avec C_res ≈ C_st
Avec J dΩ/dt = M*R²*dV/(R*dt) = MRa / a : L’accélération du système

'''Choix des matériaux'''

Le choix des matériaux que nous allons utiliser pour la réalisation du support reste important car nous avons certaines contraintes à respecter :
Les câbles utilisés doivent supporter le champ magnétique créé donc nous avons opté pour des câbles blindés.
Par rapport à la machine que nous allons utiliser pour la réalisation du support, nous avons choisi la réalisation sur imprimante 3D. En effet, Polytech dispose d'un FABLAB où nous pouvons utiliser ces imprimantes. Ces machines ont la particularité d'imprimer des objets avec la plus grande précision.
La contrainte de la CEM nous a aussi obligé de choisir du plastique comme matière première, en effet c’est le matériel le plus résistant à la CEM et aux contraintes de robustesse demandés dans le cahier des charges.

Le plastique choisi est de type ABS (Acrylonitrile butadiène styrène), utilisé pour de nombreuses applications industrielles. L’ABS se soude, se colle et se décolle. Il est considéré comme un thermoplastique, en le chauffant il devient mou, en refroidissant il redevient très rigide. C’est ce qui nous a poussé à le choisir, sa rigidité pourra supporter le poids de notre générateur de décharges électrostatiques.

P13 Construction d'un support motorisé pour la réalisation des essais de décharges électrostatique

2014-12-14T16:01:29Z

Zjebbari :

'''Contexte :'''

Dans le cadre de notre projet fin d'étude, nous sommes amenées à travailler pour l'entreprise VALEO dans le but de construire un support motorisé pour la réalisation des essais de décharges électrostatiques.

Binôme: JEBBARI Zineb / BEKRAOUI Oumaima.

Encadrante: Mme Nathalie Rolland.

'''Présentation du sujet :'''

De nos jours, la compatibilité électromagnétique (CEM), qui est l'aptitude d'un appareil à fonctionner dans son environnement électromagnétique de façon satisfaisante, est devenue un élément indispensable lors de nouveaux développement électriques et électroniques. La prendre en compte est donc une option inévitable. Pour cela, le laboratoire CEM effectue de nombreux essaies de décharges électrostatiques (les courants fugaces non-désirés pouvant endommager l'équipement électronique ou électrique).

'''Objectif du projet:'''
Lors de sa validation, l'alternateur doit subir des essais dits d'immunité aux décharges électrostatiques produite directement par des opérateurs. Le laboratoire veut automatiser cette opération et nous demande de créer un support motorisé sur lequel sera placé un pistolet générateur de décharges. Ce support devra s'approcher de l'alternateur sous test avec une vitesse constante mais modifiable simplement (plage entre 0.1 et 0.5 m/s).

'''Contrainte du support:'''

- Facilement transportable.

- Robuste.

- L'utilisateur doit pouvoir modifier la vitesse du support qui sera comprise entre 0.1 et 0.5 m/s.

- budget : entre 2000 et 4000 euros.

- Support fabriqué en matériau résistif aux champs électromagnétiques (Ex: Plastique) .

'''Diagramme illustratif:'''

''Diagramme Bête à cornes:''

[[Fichier:bete.png]]

''Diagramme Pieuvre:''

[[Fichier:pieuvre.png]]

'''Outils utilisés :'''

- Labview.
- Imprimante 3D pour la réalisation du support.

'''Modèle du bras de robot : '''

Dans un premier temps, nous allons réaliser un bras de robot contenant un seul degré de liberté, en d'autres termes, un seul moteur sera utilisé. Nous pourrons optimiser notre robot par la suite en ajoutant d'autres moteurs si cela semble nécessaire.

Afin de choisir la forme du support la plus adaptée au test, nous avons demandé au responsable des tests à VALEO de nous envoyer des photos du déroulement des tests:
(figure)

'''Choix du moteur : '''

Pour choisir le moteur adéquat à notre projet, il va falloir faire une étude de dimensionnement du moteur. Pour ce faire, nous avons besoin de connaître certaines informations concernant notre bras de robot :

-Poids du robot. (estimé à 2.5kg)

-Vitesse maximale du robot. (0.5m/s)

-L'accélération maximale. (1.67)

-Angle de la plus grande pente à franchir. (90°)

- la distante entre le robot et l'alternateur qui sera la longueur du bras de robot.

'''Dimensionnement du moteur :

Parmi tous les moteurs proposés dans le marché pour des applications robotiques, nous avons opté pour un servomoteur à courant continu. Ce type de moteur est programmable, nous n’aurons donc pas besoin de microcontrôleur en plus. Nous pourrons alors programmer notre moteur en position. Nous associerons à ce dernier un variateur de vitesse qui permettra la modification de la vitesse du bras. Un moteur à courant continu (MCC) nous donne la possibilité d’alimenter le moteur avec une batterie si VALEO souhaite transporter le support.

'''Calcul du couple moteur :'''

Le couple fourni par le moteur doit être supérieur au couple résistant, en effet nous devons prendre en compte la masse du robot M, le rayon R (la longueur du bras) et la vitesse V à laquelle le robot se déplace.

Pour calculer le couple statique maximal nous nous mettons dans la situation la plus délicate, nous prenons la vitesse maximale, le rayon de 0,5 et une masse totale de 3 Kg.

C_st = M*g*V
C_st = 3*9,81*0,5
C_st = 14,71 Nm

C_mot = J*dΩ/dt + C_res Avec C_res ≈ C_st
Avec J dΩ/dt = M*R²*dV/(R*dt) = MRa / a : L’accélération du système

'''Choix des matériaux'''

Le choix des matériaux que nous allons utiliser pour la réalisation du support reste important car nous avons certaines contraintes à respecter :
Les câbles utilisés doivent supporter le champ magnétique créé donc nous avons opté pour des câbles blindés.
Par rapport à la machine que nous allons utiliser pour la réalisation du support, nous avons choisi la réalisation sur imprimante 3D. En effet, Polytech dispose d'un FABLAB où nous pouvons utiliser ces imprimantes. Ces machines ont la particularité d'imprimer des objets avec la plus grande précision.
La contrainte de la CEM nous a aussi obligé de choisir du plastique comme matière première, en effet c’est le matériel le plus résistant à la CEM et aux contraintes de robustesse demandés dans le cahier des charges.

Le plastique choisi est de type ABS (Acrylonitrile butadiène styrène), utilisé pour de nombreuses applications industrielles. L’ABS se soude, se colle et se décolle. Il est considéré comme un thermoplastique, en le chauffant il devient mou, en refroidissant il redevient très rigide. C’est ce qui nous a poussé à le choisir, sa rigidité pourra supporter le poids de notre générateur de décharges électrostatiques.

P13 Construction d'un support motorisé pour la réalisation des essais de décharges électrostatique

2014-12-14T16:00:49Z

Zjebbari :

'''Contexte :'''

Dans le cadre de notre projet fin d'étude, nous sommes amenées à travailler pour l'entreprise VALEO dans le but de construire un support motorisé pour la réalisation des essais de décharges électrostatiques.

Binôme: JEBBARI Zineb / BEKRAOUI Oumaima.

Encadrante: Mme Nathalie Rolland.

'''Présentation du sujet :'''

De nos jours, la compatibilité électromagnétique (CEM), qui est l'aptitude d'un appareil à fonctionner dans son environnement électromagnétique de façon satisfaisante, est devenue un élément indispensable lors de nouveaux développement électriques et électroniques. La prendre en compte est donc une option inévitable. Pour cela, le laboratoire CEM effectue de nombreux essaies de décharges électrostatiques (les courants fugaces non-désirés pouvant endommager l'équipement électronique ou électrique).

'''Objectif du projet:'''
Lors de sa validation, l'alternateur doit subir des essais dits d'immunité aux décharges électrostatiques produite directement par des opérateurs. Le laboratoire veut automatiser cette opération et nous demande de créer un support motorisé sur lequel sera placé un pistolet générateur de décharges. Ce support devra s'approcher de l'alternateur sous test avec une vitesse constante mais modifiable simplement (plage entre 0.1 et 0.5 m/s).

'''Contrainte du support:'''

- Facilement transportable.

- Robuste.

- L'utilisateur doit pouvoir modifier la vitesse du support qui sera comprise entre 0.1 et 0.5 m/s.

- budget : entre 2000 et 4000 euros.

- Support fabriqué en matériau résistif aux champs électromagnétiques (Ex: Plastique) .

'''Diagramme illustratif:'''

''Diagramme Bête à cornes:''

[[Fichier:bete.png]]

''Diagramme Pieuvre:''

[[Fichier:pieuvre.png]]

'''Outils utilisés :'''

- Labview.
- Imprimante 3D pour la réalisation du support.

'''Modèle du bras de robot : '''

Dans un premier temps, nous allons réaliser un bras de robot contenant un seul degré de liberté, en d'autres termes, un seul moteur sera utilisé. Nous pourrons optimiser notre robot par la suite en ajoutant d'autres moteurs si cela semble nécessaire.

Afin de choisir la forme du support la plus adaptée au test, nous avons demandé au responsable des tests à VALEO de nous envoyer des photos du déroulement des tests:
(figure)

'''Choix du moteur : '''

Pour choisir le moteur adéquat à notre projet, il va falloir faire une étude de dimensionnement du moteur. Pour ce faire, nous avons besoin de connaître certaines informations concernant notre bras de robot :

-Poids du robot. (estimé à 2.5kg)

-Vitesse maximale du robot. (0.5m/s)

-L'accélération maximale. (1.67)

-Angle de la plus grande pente à franchir. (90°)

- la distante entre le robot et l'alternateur qui sera la longueur du bras de robot.

'''Dimensionnement du moteur :

Parmi tous les moteurs proposés dans le marché pour des applications robotiques, nous avons opté pour un servomoteur à courant continu. Ce type de moteur est programmable, nous n’aurons donc pas besoin de microcontrôleur en plus. Nous pourrons alors programmer notre moteur en position. Nous associerons à ce dernier un variateur de vitesse qui permettra la modification de la vitesse du bras. Un moteur à courant continu (MCC) nous donne la possibilité d’alimenter le moteur avec une batterie si VALEO souhaite transporter le support.

'''Calcul du couple moteur :'''

Le couple fourni par le moteur doit être supérieur au couple résistant, en effet nous devons prendre en compte la masse du robot M, le rayon R (la longueur du bras) et la vitesse V à laquelle le robot se déplace.

Pour calculer le couple statique maximal nous nous mettons dans la situation la plus délicate, nous prenons la vitesse maximale, le rayon de 0,5 et une masse totale de 3 Kg.

C_st = M*g*V
C_st = 3*9,81*0,5
C_st = 14,71 Nm

C_mot = J*dΩ/dt + C_res Avec C_res ≈ C_st
Avec J dΩ/dt = M*R²*dV/(R*dt) = MRa / a : L’accélération du système

'''Choix des matériaux'''

Le choix des matériaux que nous allons utiliser pour la réalisation du support reste important car nous avons certaines contraintes à respecter :
Les câbles utilisés doivent supporter le champ magnétique créé donc nous avons opté pour des câbles blindés.
Par rapport à la machine que nous allons utiliser pour la réalisation du support, nous avons choisi la réalisation sur imprimante 3D. En effet, Polytech dispose d'un FABLAB où nous pouvons utiliser ces imprimantes. Ces machines ont la particularité d'imprimer des objets avec la plus grande précision.
La contrainte de la CEM nous a aussi obligé de choisir du plastique comme matière première, en effet c’est le matériel le plus résistant à la CEM et aux contraintes de robustesse demandés dans le cahier des charges.

Le plastique choisi est de type ABS (Acrylonitrile butadiène styrène), utilisé pour de nombreuses applications industrielles. L’ABS se soude, se colle et se décolle. Il est considéré comme un thermoplastique, en le chauffant il devient mou, en refroidissant il redevient très rigide. C’est ce qui nous a poussé à le choisir, sa rigidité pourra supporter le poids de notre générateur de décharges électrostatiques.

P13 Construction d'un support motorisé pour la réalisation des essais de décharges électrostatique

2014-12-14T15:29:31Z

Zjebbari :

P13 Construction d'un support motorisé pour la réalisation des essais de décharges électrostatique

2014-11-18T15:54:49Z

Zjebbari :

P13 Construction d'un support motorisé pour la réalisation des essais de décharges électrostatique

2014-11-18T15:49:32Z

Zjebbari :

P13 Construction d'un support motorisé pour la réalisation des essais de décharges électrostatique

2014-11-18T15:49:13Z

Zjebbari :

P13 Construction d'un support motorisé pour la réalisation des essais de décharges électrostatique

2014-11-18T15:35:29Z

Zjebbari :

Fichier:Bete.png

2014-11-18T15:05:54Z

Zjebbari : a téléversé une nouvelle version de « Fichier:Bete.png »

Fichier:Bete.png

2014-11-18T15:05:52Z

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Fichier:Bete.png

2014-11-18T14:59:06Z

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Fichier:Pieuvre.png

2014-11-18T14:56:54Z

Zjebbari :

Fichier:Bete.png

2014-11-18T14:52:19Z

Zjebbari :

P13 Construction d'un support motorisé pour la réalisation des essais de décharges électrostatique

2014-10-13T16:46:16Z

Zjebbari :

P13 Construction d'un support motorisé pour la réalisation des essais de décharges électrostatique

2014-10-13T16:43:43Z

Zjebbari :

P13 Construction d'un support motorisé pour la réalisation des essais de décharges électrostatique

2014-10-01T15:55:14Z

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P13 Construction d'un support motorisé pour la réalisation des essais de décharges électrostatique

2014-10-01T15:54:37Z

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P13 Construction d'un support motorisé pour la réalisation des essais de décharges électrostatique

2014-10-01T15:54:07Z

Zjebbari :

P13 Construction d'un support motorisé pour la réalisation des essais de décharges électrostatique

2014-10-01T15:53:16Z

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Projets IMA5 2014/2015

2014-10-01T15:16:13Z

Zjebbari : /* Répartition des binômes */

Fichier:Simulinkcas1.jpg

2014-04-15T23:50:01Z

Zjebbari :

Fichier:Simulinkcas2.jpg

2014-04-15T23:49:38Z

Zjebbari :

Fichier:Simulink.jpg

2014-04-15T23:48:18Z

Zjebbari :

Fichier:RèglesCas2.jpg

2014-04-15T23:47:29Z

Zjebbari :

Fichier:SortieCommandeCas2.jpg

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Zjebbari :

Fichier:EntréeEcas2.jpg

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Zjebbari :

Fichier:RèglesCas1.jpg

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Zjebbari :

Fichier:SortieCommandeCas1.jpg

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Zjebbari : a téléversé une nouvelle version de « Fichier:SortieCommandeCas1.jpg »

Fichier:SortieCommandeCas1.jpg

2014-04-15T23:40:43Z

Zjebbari :

Fichier:Bg1.jpg

2014-04-15T23:39:20Z

Zjebbari :

Chauffage Polytech'Lille

2014-04-15T23:38:37Z

Zjebbari :

'''Sujet :''' Gestion Intelligente des flux thermiques du bâtiment Polytech.

''JEBBARI Zineb''

''BEKRAOUI Oumaima''

''IMA 4 SA''

''Encadrant: Mr Belkacem Ould Bouamama''
----

== '''Contexte :''' ==

Le projet proposé par Mr. Belkacem Ould Bouamama est conçu pour le développement durable et initié par la direction de Polytech et est relié à cette problématique. C’est un projet à long termes, sa durée est de trois années. Son but est la mise en place d’une plateforme intelligente pour la régulation à distance et optimale des flux thermiques des radiateurs installés à Polytech. En d’autres termes, l’automatisation de ces radiateurs. Pour être plus précis, il va falloir changer les vannes manuelles par des vannes électriques commandables. Ainsi, l’utilisateur n’aura qu’à rentrer la consigne de température souhaitée, la commande se chargera du reste, à savoir, régler l’ouverture de la vanne en prenant en compte les contraintes de l’environnement et en minimisant les pertes.
Notre objectif cette année, est d’étudier la faisabilité du projet.

== '''Matériel :''' ==

-Logiciel Matlab.

-Électrovanne.

-Capteur de Température.

-Radiateur ''

== '''Objectifs :''' ==

* Régler la température des radiateurs d’une salle de Polytech en agissant sur le débit de l'eau chaude arrivant de la chaudière.

- Sous format Automatique

- Sous format Manuel (dans le cas où le système automatique serait en panne)

* Limiter les pertes d’énergie liées à la mauvaise utilisation des radiateurs ou aux utilisations inutiles (ex : laisser le chauffage allumer pendant que les salles sont vides)

* Utiliser une plateforme intelligente qui sera commandée à distance pour la régulation de ces flux thermiques (tablettes, i phone, androïde…)

== '''Contraintes :''' ==

* Température extérieure instantanée.

* Température de la salle.

* Les différentes données de températures fournies par Météo France (pour les prévisions).

* Emploi du temps de la salle (Afin d’éteindre le radiateur si la salle est libérée ou de préchauffer la salle le temps nécessaire pour atteindre la température voulue à l’instant voulu).

* Calendrier des saisons (Les radiateurs ne sont pas utilisés de la même manière toute l’année)

* Pression (Capteur de pression qui détectera une chute de pression brusque dans le cas où la fenêtre s’ouvre è éteindre le radiateur).

== '''Étapes à suivre :''' ==

* Bien connaître le fonctionnement existant du système des radiateurs dans les locaux de Polytech.

* Utiliser la notion de la commande floue pour la commande de l’électrovanne.

* Faire un choix du type d'électrovanne compatible au système: TOR ou proportionnelle.

* Concevoir le système avec les électrovannes (TOR ou proportionnelles).

* Simuler le système sur Matlab.

* Tester sur une des salles de Polytech.

Voici le schéma complet de notre système:

[[Fichier:schema_complet.png]]
== '''Étapes importantes :''' ==

1/ Récupération des schémas de la disposition des radiateurs à Polytech. (de chez Mr ; Goudout).

2/ Visite général du local ou se fait distribution de l'eau chaude provenant de la chaudière dans les différents locaux de Polytech.

3/ Contact des constructeurs d'électrovannes :

-explication détaillée du projet.

-demande d'étude du projet.

-demande de devis.

4/ étude des solutions proposées.

5/ Commande flou + simulation sur logiciel.

== '''Avancement du projet :''' ==

== Semaine 1: ==

Durant les séances de cette semaine, nous avons bien étudié le contexte du projet.
Nous somme allé voir Mr. Gaudout, le chef des services techniques, qui nous a fait une visite complète de l’atelier où se font toutes les distributions d’eau chaude provenant de la chaudière (se situant à Cité Scientifique).
Ce dernier nous a bien expliqué le principe de fonctionnement en nous donnant un schéma d’exemple de distribution dont voici un extrait :

[[Fichier:extrait.jpg]]

== Semaine 2 : ==

''Nous avons conçu le schéma global du système :''

[[Fichier:Schéma17.jpg]]

''La chaudière de l’université Lille 1 est une chaudière alimentée par un gaz qui est brûlé dans une chambre de combustion. Cette opération produit des fumées très chaudes qui sont expulsées vers un échangeur où circule le fluide (de l’eau). L’eau circule à son tour dans le circuit de chauffage de l’habitation pour y diffuser la chaleur produite par la chaudière. Celle –ci ne dépasse pas une température d’eau en sortie de 80°C.''
''L’eau rentre chaude dans les radiateurs et en sort froide pour retourner à la chaudière pour être réchauffé une seconde fois et retransmis aux radiateurs. C’est ainsi que le cycle se forme.''

== Semaine 3 : ==

Cette semaine a été entièrement consacré au Bond Graph et à son analyse. Le Bond graph est un langage unifié pour tous les domaines des sciences de l’ingénieur. Il représente graphiquement un système dynamique physique. Cet outil repose essentiellement sur la caractérisation des phénomènes d’échanges d’énergie au sein du système.
Voici le BG de notre système pour le cas d’une seule salle :

[[Fichier:bg1.jpg]]

La modélisation BD n’a pas été facile, il nous a fallu du temps pour revoir le principe et l’assimiler clairement. Nous avons modélisé plusieurs faux Bond Graphs avant celui-ci.

== Semaine 4 et 5 : ==

Durant ces deux semaines, nous avons contacté les différents constructeurs se trouvant à Lille ou autres villes.

• Le constructeur NORGREN, qui est un leader mondial dans les technologies de contrôle de mouvements et des fluides, nous a affirmé que leur société était d’avantage orienté vers le pneumatique et qu’il fallait donc que nous contactions un spécialiste de régulation thermique.
• Un agent technico-commercial chez DANFOSS qui est un producteur mondial de composants pour le conditionnement d'air, le chauffage et la gestion de l'eau, et des contrôles industriels, nous a répondu que le groupe ne proposait aucune électrovanne qui puisse répondre à notre demande.

• Plusieurs autres constructeurs nous ont affirmé qu’ils ne peuvent donner suite à notre demande car ce sont des constructeurs et non des bureaux d’études.

• ENEOVE, revendeur par internet, nous a proposé une solution non adéquate à notre système.

• Seul FESTO s’est réellement intéressé et a voulu suivre notre projet.

== Semaine 6 et 7 : ==

Festo est une grande entreprise, son catalogue contient des centaines de types d’électrovannes différents. Il a donc fallu étudier celles qui paraissaient les plus adéquates au système.

'' '''•Les électrovannes tout ou rien.'''
Ce type à deux états possibles :''

''-Entièrement fermée''

''-Entièrement ouverte''

Avantages : Pas cher, commande facile.

Inconvénient : Pas de précision.

Solution possible : Mettre 3 électrovannes TOR en parallèle pour avoir l’équivalent d’une électrovanne proportionnelle.

Inconvénient de la solution :Trois électrovannes TOR couteraient plus cher qu’une seule électrovanne proportionnelle, de plus, l’installation et la commande seront compliquées.

''' •Les électrovannes proportionnelles : '''

Lorsqu'elle est fermée, le fluide entrant affiche une pression de p1 ; le plongeur (3) a coulissé et appuie donc sur le siège du pilote (4). Cette action, associée à la pression exercée par le ressort sur le piston (2), conduit à fermer le siège principal (5). un limiteur (6) permet au fluide de pénétrer dans la chambre de contrôle (1) et d'exercer une pression px par le haut sur la membrane d'étanchéité.

Si le limiteur, le siège du pilote et les rapports de surface de la phase principale sont dimensionnés en conséquence, les forces de compression sur le piston atteignent l'équilibre lorsque le siège est ouvert dans une certaine position. Avec une commande de pilote proportionnel, le piston suit, en principe, le mouvement axial continu du plongeur en fonction de la valeur qui génère cet équilibre.

''' •Les mélangeurs (Vannes à trois voies) : '''

Le principe de fonctionnement de la vanne trois voies est de mélanger à l’eau du départ du générateur (1), une certaine quantité d’eau du retour (3) du circuit de chauffage.''

L’inconvénient de cette solution est qu’il va falloir refaire toute l’installation des radiateurs dans les locaux de Polytech car actuellement, les vannes des radiateurs sont à une voie seulement.

Conclusion : Solution coûteuse.

'''•Les vannes thermostatiques'''
''Les vannes thermostatiques abritent une sonde thermosensible qui se dilate et se contracte en fonction de la température ambiante et qui actionne un système mécanique qui laisse passer plus ou moins de fluide.''

Principe de Fonctionnement :

Généralement, la sonde de température (ou bulbe thermostatique) est logée dans la poignée de la vanne. Cette sonde est composée d'un liquide, d'un gel ou d'un gaz qui se dilate ou se contracte en fonction de la température qui l'environne.
La position du clapet de réglage est déterminée par l'équilibre entre la poche de gaz et le ressort de rappel : lorsque la température mesurée est inférieure au point de consigne, le bulbe thermostatique se contracte, le ressort entraîne une ouverture du clapet de réglage et le débit est augmenté dans le radiateur. L'inverse se produit quand la température mesurée est trop élevée.

Avantage : La stabilisation automatique de la température ambiante au niveau souhaité permet de réaliser des économies d'énergie lorsqu'elle est bien utilisée, car elle se fermera automatiquement lorsque la température souhaitée est atteinte et s'il y a des apports de chaleur extérieurs (soleil entrant par les fenêtres, four, feu de cheminée).

Inconvénient : Si on oublie de fermer manuellement la vanne alors qu'on laisse une fenêtre ouverte, la vanne réagit à la baisse de température et fait fonctionner le radiateur à plein régime, entraînant un gaspillage de chaleur.

Conclusion: Cette dernière solution est plus ou moins celle proposée par FESTO. De plus, ces derniers nous ont proposé d’étudier longuement notre système et de créer une nouvelle vanne thermostatique qui n’existe pas toujours pas sur le marché et qui va spécialement être conçue pour le projet.

== Semaine 8 et 9 ==

La logique floue (fuzzy logic, en anglais) est une extension de la logique classique aux raisonnements approchés. Par ses aspects numériques, elle s'oppose aux logiques modales.

Elle s'appuie sur la théorie mathématique des ensembles flous. Cette théorie est une extension de la théorie des ensembles classiques aux ensembles définis de façon imprécise. Partant d'un concept de fonction d'appartenance à valeur dans [0, 1.

La logique floue présente aussi l'intérêt d'être plus facile et moins chère à implémenter qu'une logique probabiliste, elle est utilisée dans le cas des systèmes difficilement identifiables ou dont les paramètres subissent des variations brutales.

À l'inverse de l'algèbre de Boole, la logique floue autorise la valeur de vérité d'une condition à parcourir un autre domaine que la paire {vrai,faux}. En logique floue, il y a des degrés dans la satisfaction d'une condition, en effet, dans notre cas, Cette logique est le moyen idéal pour commander notre électrovanne, car nous avons un système qui peut subir à plusieurs variations (pression, température extérieur..) notre but est donc maintenir la température dans la salle à 20° quelques soient les variations.

Les informations à l’entrée de notre commande sont les températures provenues du capteur de température à la salle, cette dernière varie entre 8° et 25°, en effet nous distinguons deux commandes une avec une seule entrée et une avec deux entrée avec toujours une sortie qui sera le courant de l’entrée de la vanne thermostatique, ce dernier variera approximativement entre 4 et 20 mA, nous avons donc choisi ces plages de variation pour avoir un compromis entre la stabilité et la précision, pour ouvrir la vanne, nous avons soit ouvrir totalement, soit ouvrir beaucoup, et la même chose pour fermer, alors que dans le cas où la température dans la salle est égale à la consigne, le plongeur est à sa position initial 50% ouvert et 50% fermé.

Nous différencions les cas de la commande avec une seule entrée et celle avec deux entrées :

''' Cas 1 : une entrée '''

Dans ce cas notre entrée qui est l’erreur sera la différence entre notre consigne (20°) et la température provenue du capteur, notre erreur variera donc entre -5° (s’il fait chaud température avec une température dans la salle de 25°) et 12° (s’il fait froid avec une température dans la salle de 8°).

Quand l’erreur est égale à 0, cela veut dire que la température dans la salle est égale à la consigne, donc il fait « Bon » et quand elle est entre -5 et 0, il fait chaud et froid quand l’erreur est entre 0 et 12. Donc par exemple quand l’erreur est égale à 6, il fait 50% froid et 50% bon et nous n’allons pas chauffer de la même manière si l’erreur est égale à 12.

Les plages de variation de la sortie qui est le courant de commande de la vanne thermostatique étaient choisies fin d’obtenir un système précis. Quand la vanne est à 50% ouverte et 50% fermée, nous somme dans la moitié de notre plage de courant donc 12 mA, alors si nous somme inférieure à cette valeur la vanne est fermée sinon elle est ouverte.

[[Fichier:entréeEcas1.jpg]]

[[Fichier:SortieCommandeCas1.jpg]]

Les règles étables pour relier les entrées aux sorties sont les suivantes :

[[Fichier:règlesCas1.jpg]]

''' Cas 2 : deux entrées '''

Dans ce cas nous avons deux entrées, l’erreur et la variation de l’erreur.

L’erreur est la même que le premier cas alors que les plages de sa variation sont entre -13 et 13 pour avoir plus de précision, à 0 la variation de l’erreur est constante, si elle est inférieure à 0 elle se refroidit, sinon elle se réchauffe.

Nous avons donc choisi ces plages de variation pour avoir un compromis entre la stabilité et la précision, pour ouvrir la vanne, nous avons soit ouvrir totalement, soit ouvrir beaucoup, et la même chose pour fermer, alors que dans le cas où la température dans la salle est égale à la consigne, le plongeur est à sa position initial 50% ouvert et 50% fermé.

[[Fichier:entréeEcas2.jpg]]

[[Fichier:SortieCommandeCas2.jpg]]

Les règles étables pour relier les entrées aux sorties sont les suivantes :

[[Fichier:règlesCas2.jpg]]

'''Simulink'''

[[Fichier:simulink.jpg]]

Le « Step » en entrée représente notre température de consigne (20°) et le scope à la fin sert à visualiser notre simulation, le radiateur est modélisé par une fonction de transfert du premier ordre avec une constante de temps égale à 90 (constante de temps thermique très grande).

Pour un régulateur floue à deux entrées. Nous remarquons que nous avons un système pas stable, cela peut être expliqué par la difficulté d’associer deux entrées à une sortie, de plus les perturbations ajoutés qui modélisent les fuites thermiques empêchent le système d’atteindre sa valeur de consigne.

[[Fichier:simulinkcas2.jpg]]

Pour une commande avec une seule entrée, nous avons un système beaucoup plus stable avec un temps de réponse grand mais qui se stabilise à sa valeur de consigne 20°.

[[Fichier:simulinkcas1.jpg]]
----

== Rapport ==
[[Fichier:rapportjebbek.pdf]]

Fichier:EntréeEcas1.jpg

2014-04-15T23:36:31Z

Zjebbari :

Fichier:Bg.jpg

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Zjebbari : a téléversé une nouvelle version de « Fichier:Bg.jpg »

Fichier:Bg.jpg

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Zjebbari :

Fichier:Bg.png

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Zjebbari :

Chauffage Polytech'Lille

2014-04-15T23:24:49Z

Zjebbari : /* Semaine 8 et 9 */

'''Sujet :''' Gestion Intelligente des flux thermiques du bâtiment Polytech.

''JEBBARI Zineb''

''BEKRAOUI Oumaima''

''IMA 4 SA''

''Encadrant: Mr Belkacem Ould Bouamama''
----

== '''Contexte :''' ==

Le projet proposé par Mr. Belkacem Ould Bouamama est conçu pour le développement durable et initié par la direction de Polytech et est relié à cette problématique. C’est un projet à long termes, sa durée est de trois années. Son but est la mise en place d’une plateforme intelligente pour la régulation à distance et optimale des flux thermiques des radiateurs installés à Polytech. En d’autres termes, l’automatisation de ces radiateurs. Pour être plus précis, il va falloir changer les vannes manuelles par des vannes électriques commandables. Ainsi, l’utilisateur n’aura qu’à rentrer la consigne de température souhaitée, la commande se chargera du reste, à savoir, régler l’ouverture de la vanne en prenant en compte les contraintes de l’environnement et en minimisant les pertes.
Notre objectif cette année, est d’étudier la faisabilité du projet.

== '''Matériel :''' ==

-Logiciel Matlab.

-Électrovanne.

-Capteur de Température.

-Radiateur ''

== '''Objectifs :''' ==

* Régler la température des radiateurs d’une salle de Polytech en agissant sur le débit de l'eau chaude arrivant de la chaudière.

- Sous format Automatique

- Sous format Manuel (dans le cas où le système automatique serait en panne)

* Limiter les pertes d’énergie liées à la mauvaise utilisation des radiateurs ou aux utilisations inutiles (ex : laisser le chauffage allumer pendant que les salles sont vides)

* Utiliser une plateforme intelligente qui sera commandée à distance pour la régulation de ces flux thermiques (tablettes, i phone, androïde…)

== '''Contraintes :''' ==

* Température extérieure instantanée.

* Température de la salle.

* Les différentes données de températures fournies par Météo France (pour les prévisions).

* Emploi du temps de la salle (Afin d’éteindre le radiateur si la salle est libérée ou de préchauffer la salle le temps nécessaire pour atteindre la température voulue à l’instant voulu).

* Calendrier des saisons (Les radiateurs ne sont pas utilisés de la même manière toute l’année)

* Pression (Capteur de pression qui détectera une chute de pression brusque dans le cas où la fenêtre s’ouvre è éteindre le radiateur).

== '''Étapes à suivre :''' ==

* Bien connaître le fonctionnement existant du système des radiateurs dans les locaux de Polytech.

* Utiliser la notion de la commande floue pour la commande de l’électrovanne.

* Faire un choix du type d'électrovanne compatible au système: TOR ou proportionnelle.

* Concevoir le système avec les électrovannes (TOR ou proportionnelles).

* Simuler le système sur Matlab.

* Tester sur une des salles de Polytech.

Voici le schéma complet de notre système:

[[Fichier:schema_complet.png]]
== '''Étapes importantes :''' ==

1/ Récupération des schémas de la disposition des radiateurs à Polytech. (de chez Mr ; Goudout).

2/ Visite général du local ou se fait distribution de l'eau chaude provenant de la chaudière dans les différents locaux de Polytech.

3/ Contact des constructeurs d'électrovannes :

-explication détaillée du projet.

-demande d'étude du projet.

-demande de devis.

4/ étude des solutions proposées.

5/ Commande flou + simulation sur logiciel.

== '''Avancement du projet :''' ==

== Semaine 1: ==

Durant les séances de cette semaine, nous avons bien étudié le contexte du projet.
Nous somme allé voir Mr. Gaudout, le chef des services techniques, qui nous a fait une visite complète de l’atelier où se font toutes les distributions d’eau chaude provenant de la chaudière (se situant à Cité Scientifique).
Ce dernier nous a bien expliqué le principe de fonctionnement en nous donnant un schéma d’exemple de distribution dont voici un extrait :

[[Fichier:extrait.jpg]]

== Semaine 2 : ==

''Nous avons conçu le schéma global du système :''

[[Fichier:Schéma17.jpg]]

''La chaudière de l’université Lille 1 est une chaudière alimentée par un gaz qui est brûlé dans une chambre de combustion. Cette opération produit des fumées très chaudes qui sont expulsées vers un échangeur où circule le fluide (de l’eau). L’eau circule à son tour dans le circuit de chauffage de l’habitation pour y diffuser la chaleur produite par la chaudière. Celle –ci ne dépasse pas une température d’eau en sortie de 80°C.''
''L’eau rentre chaude dans les radiateurs et en sort froide pour retourner à la chaudière pour être réchauffé une seconde fois et retransmis aux radiateurs. C’est ainsi que le cycle se forme.''

== Semaine 3 : ==

Cette semaine a été entièrement consacré au Bond Graph et à son analyse. Le Bond graph est un langage unifié pour tous les domaines des sciences de l’ingénieur. Il représente graphiquement un système dynamique physique. Cet outil repose essentiellement sur la caractérisation des phénomènes d’échanges d’énergie au sein du système.
Voici le BG de notre système pour le cas d’une seule salle :

[[Fichier:Exemple123456.jpg]]

La modélisation BD n’a pas été facile, il nous a fallu du temps pour revoir le principe et l’assimiler clairement. Nous avons modélisé plusieurs faux Bond Graphs avant celui-ci.

== Semaine 4 et 5 : ==

Durant ces deux semaines, nous avons contacté les différents constructeurs se trouvant à Lille ou autres villes.

• Le constructeur NORGREN, qui est un leader mondial dans les technologies de contrôle de mouvements et des fluides, nous a affirmé que leur société était d’avantage orienté vers le pneumatique et qu’il fallait donc que nous contactions un spécialiste de régulation thermique.
• Un agent technico-commercial chez DANFOSS qui est un producteur mondial de composants pour le conditionnement d'air, le chauffage et la gestion de l'eau, et des contrôles industriels, nous a répondu que le groupe ne proposait aucune électrovanne qui puisse répondre à notre demande.

• Plusieurs autres constructeurs nous ont affirmé qu’ils ne peuvent donner suite à notre demande car ce sont des constructeurs et non des bureaux d’études.

• ENEOVE, revendeur par internet, nous a proposé une solution non adéquate à notre système.

• Seul FESTO s’est réellement intéressé et a voulu suivre notre projet.

== Semaine 6 et 7 : ==

Festo est une grande entreprise, son catalogue contient des centaines de types d’électrovannes différents. Il a donc fallu étudier celles qui paraissaient les plus adéquates au système.

'' '''•Les électrovannes tout ou rien.'''
Ce type à deux états possibles :''

''-Entièrement fermée''

''-Entièrement ouverte''

Avantages : Pas cher, commande facile.

Inconvénient : Pas de précision.

Solution possible : Mettre 3 électrovannes TOR en parallèle pour avoir l’équivalent d’une électrovanne proportionnelle.

Inconvénient de la solution :Trois électrovannes TOR couteraient plus cher qu’une seule électrovanne proportionnelle, de plus, l’installation et la commande seront compliquées.

''' •Les électrovannes proportionnelles : '''

Lorsqu'elle est fermée, le fluide entrant affiche une pression de p1 ; le plongeur (3) a coulissé et appuie donc sur le siège du pilote (4). Cette action, associée à la pression exercée par le ressort sur le piston (2), conduit à fermer le siège principal (5). un limiteur (6) permet au fluide de pénétrer dans la chambre de contrôle (1) et d'exercer une pression px par le haut sur la membrane d'étanchéité.

Si le limiteur, le siège du pilote et les rapports de surface de la phase principale sont dimensionnés en conséquence, les forces de compression sur le piston atteignent l'équilibre lorsque le siège est ouvert dans une certaine position. Avec une commande de pilote proportionnel, le piston suit, en principe, le mouvement axial continu du plongeur en fonction de la valeur qui génère cet équilibre.

''' •Les mélangeurs (Vannes à trois voies) : '''

Le principe de fonctionnement de la vanne trois voies est de mélanger à l’eau du départ du générateur (1), une certaine quantité d’eau du retour (3) du circuit de chauffage.''

L’inconvénient de cette solution est qu’il va falloir refaire toute l’installation des radiateurs dans les locaux de Polytech car actuellement, les vannes des radiateurs sont à une voie seulement.

Conclusion : Solution coûteuse.

'''•Les vannes thermostatiques'''
''Les vannes thermostatiques abritent une sonde thermosensible qui se dilate et se contracte en fonction de la température ambiante et qui actionne un système mécanique qui laisse passer plus ou moins de fluide.''

Principe de Fonctionnement :

Généralement, la sonde de température (ou bulbe thermostatique) est logée dans la poignée de la vanne. Cette sonde est composée d'un liquide, d'un gel ou d'un gaz qui se dilate ou se contracte en fonction de la température qui l'environne.
La position du clapet de réglage est déterminée par l'équilibre entre la poche de gaz et le ressort de rappel : lorsque la température mesurée est inférieure au point de consigne, le bulbe thermostatique se contracte, le ressort entraîne une ouverture du clapet de réglage et le débit est augmenté dans le radiateur. L'inverse se produit quand la température mesurée est trop élevée.

Avantage : La stabilisation automatique de la température ambiante au niveau souhaité permet de réaliser des économies d'énergie lorsqu'elle est bien utilisée, car elle se fermera automatiquement lorsque la température souhaitée est atteinte et s'il y a des apports de chaleur extérieurs (soleil entrant par les fenêtres, four, feu de cheminée).

Inconvénient : Si on oublie de fermer manuellement la vanne alors qu'on laisse une fenêtre ouverte, la vanne réagit à la baisse de température et fait fonctionner le radiateur à plein régime, entraînant un gaspillage de chaleur.

Conclusion: Cette dernière solution est plus ou moins celle proposée par FESTO. De plus, ces derniers nous ont proposé d’étudier longuement notre système et de créer une nouvelle vanne thermostatique qui n’existe pas toujours pas sur le marché et qui va spécialement être conçue pour le projet.

== Semaine 8 et 9 ==

La logique floue (fuzzy logic, en anglais) est une extension de la logique classique aux raisonnements approchés. Par ses aspects numériques, elle s'oppose aux logiques modales.

Elle s'appuie sur la théorie mathématique des ensembles flous. Cette théorie est une extension de la théorie des ensembles classiques aux ensembles définis de façon imprécise. Partant d'un concept de fonction d'appartenance à valeur dans [0, 1.

La logique floue présente aussi l'intérêt d'être plus facile et moins chère à implémenter qu'une logique probabiliste, elle est utilisée dans le cas des systèmes difficilement identifiables ou dont les paramètres subissent des variations brutales.

À l'inverse de l'algèbre de Boole, la logique floue autorise la valeur de vérité d'une condition à parcourir un autre domaine que la paire {vrai,faux}. En logique floue, il y a des degrés dans la satisfaction d'une condition, en effet, dans notre cas, Cette logique est le moyen idéal pour commander notre électrovanne, car nous avons un système qui peut subir à plusieurs variations (pression, température extérieur..) notre but est donc maintenir la température dans la salle à 20° quelques soient les variations.

Les informations à l’entrée de notre commande sont les températures provenues du capteur de température à la salle, cette dernière varie entre 8° et 25°, en effet nous distinguons deux commandes une avec une seule entrée et une avec deux entrée avec toujours une sortie qui sera le courant de l’entrée de la vanne thermostatique, ce dernier variera approximativement entre 4 et 20 mA, nous avons donc choisi ces plages de variation pour avoir un compromis entre la stabilité et la précision, pour ouvrir la vanne, nous avons soit ouvrir totalement, soit ouvrir beaucoup, et la même chose pour fermer, alors que dans le cas où la température dans la salle est égale à la consigne, le plongeur est à sa position initial 50% ouvert et 50% fermé.

Nous différencions les cas de la commande avec une seule entrée et celle avec deux entrées :

''' Cas 1 : une entrée '''

Dans ce cas notre entrée qui est l’erreur sera la différence entre notre consigne (20°) et la température provenue du capteur, notre erreur variera donc entre -5° (s’il fait chaud température avec une température dans la salle de 25°) et 12° (s’il fait froid avec une température dans la salle de 8°).

Quand l’erreur est égale à 0, cela veut dire que la température dans la salle est égale à la consigne, donc il fait « Bon » et quand elle est entre -5 et 0, il fait chaud et froid quand l’erreur est entre 0 et 12. Donc par exemple quand l’erreur est égale à 6, il fait 50% froid et 50% bon et nous n’allons pas chauffer de la même manière si l’erreur est égale à 12.

Les plages de variation de la sortie qui est le courant de commande de la vanne thermostatique étaient choisies fin d’obtenir un système précis. Quand la vanne est à 50% ouverte et 50% fermée, nous somme dans la moitié de notre plage de courant donc 12 mA, alors si nous somme inférieure à cette valeur la vanne est fermée sinon elle est ouverte.

[[Fichier:entréeEcas1.jpg]]

[[Fichier:SortieCommandeCas1.jpg]]

Les règles étables pour relier les entrées aux sorties sont les suivantes :

[[Fichier:règlesCas1.jpg]]

''' Cas 2 : deux entrées '''

Dans ce cas nous avons deux entrées, l’erreur et la variation de l’erreur.

L’erreur est la même que le premier cas alors que les plages de sa variation sont entre -13 et 13 pour avoir plus de précision, à 0 la variation de l’erreur est constante, si elle est inférieure à 0 elle se refroidit, sinon elle se réchauffe.

Nous avons donc choisi ces plages de variation pour avoir un compromis entre la stabilité et la précision, pour ouvrir la vanne, nous avons soit ouvrir totalement, soit ouvrir beaucoup, et la même chose pour fermer, alors que dans le cas où la température dans la salle est égale à la consigne, le plongeur est à sa position initial 50% ouvert et 50% fermé.

[[Fichier:entréeEcas2.jpg]]

[[Fichier:SortieCommandeCas2.jpg]]

Les règles étables pour relier les entrées aux sorties sont les suivantes :

[[Fichier:règlesCas2.jpg]]

'''Simulink'''

[[Fichier:simulink.jpg]]

Le « Step » en entrée représente notre température de consigne (20°) et le scope à la fin sert à visualiser notre simulation, le radiateur est modélisé par une fonction de transfert du premier ordre avec une constante de temps égale à 90 (constante de temps thermique très grande).

Pour un régulateur floue à deux entrées. Nous remarquons que nous avons un système pas stable, cela peut être expliqué par la difficulté d’associer deux entrées à une sortie, de plus les perturbations ajoutés qui modélisent les fuites thermiques empêchent le système d’atteindre sa valeur de consigne.

[[Fichier:simulinkcas2.jpg]]

Pour une commande avec une seule entrée, nous avons un système beaucoup plus stable avec un temps de réponse grand mais qui se stabilise à sa valeur de consigne 20°.

[[Fichier:simulinkcas1.jpg]]
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== Rapport ==
[[Fichier:rapportjebbek.pdf]]

Chauffage Polytech'Lille

2014-04-15T23:14:10Z

Zjebbari : /* Semaine 8 et 9 */

'''Sujet :''' Gestion Intelligente des flux thermiques du bâtiment Polytech.

''JEBBARI Zineb''

''BEKRAOUI Oumaima''

''IMA 4 SA''

''Encadrant: Mr Belkacem Ould Bouamama''
----

== '''Contexte :''' ==

Le projet proposé par Mr. Belkacem Ould Bouamama est conçu pour le développement durable et initié par la direction de Polytech et est relié à cette problématique. C’est un projet à long termes, sa durée est de trois années. Son but est la mise en place d’une plateforme intelligente pour la régulation à distance et optimale des flux thermiques des radiateurs installés à Polytech. En d’autres termes, l’automatisation de ces radiateurs. Pour être plus précis, il va falloir changer les vannes manuelles par des vannes électriques commandables. Ainsi, l’utilisateur n’aura qu’à rentrer la consigne de température souhaitée, la commande se chargera du reste, à savoir, régler l’ouverture de la vanne en prenant en compte les contraintes de l’environnement et en minimisant les pertes.
Notre objectif cette année, est d’étudier la faisabilité du projet.

== '''Matériel :''' ==

-Logiciel Matlab.

-Électrovanne.

-Capteur de Température.

-Radiateur ''

== '''Objectifs :''' ==

* Régler la température des radiateurs d’une salle de Polytech en agissant sur le débit de l'eau chaude arrivant de la chaudière.

- Sous format Automatique

- Sous format Manuel (dans le cas où le système automatique serait en panne)

* Limiter les pertes d’énergie liées à la mauvaise utilisation des radiateurs ou aux utilisations inutiles (ex : laisser le chauffage allumer pendant que les salles sont vides)

* Utiliser une plateforme intelligente qui sera commandée à distance pour la régulation de ces flux thermiques (tablettes, i phone, androïde…)

== '''Contraintes :''' ==

* Température extérieure instantanée.

* Température de la salle.

* Les différentes données de températures fournies par Météo France (pour les prévisions).

* Emploi du temps de la salle (Afin d’éteindre le radiateur si la salle est libérée ou de préchauffer la salle le temps nécessaire pour atteindre la température voulue à l’instant voulu).

* Calendrier des saisons (Les radiateurs ne sont pas utilisés de la même manière toute l’année)

* Pression (Capteur de pression qui détectera une chute de pression brusque dans le cas où la fenêtre s’ouvre è éteindre le radiateur).

== '''Étapes à suivre :''' ==

* Bien connaître le fonctionnement existant du système des radiateurs dans les locaux de Polytech.

* Utiliser la notion de la commande floue pour la commande de l’électrovanne.

* Faire un choix du type d'électrovanne compatible au système: TOR ou proportionnelle.

* Concevoir le système avec les électrovannes (TOR ou proportionnelles).

* Simuler le système sur Matlab.

* Tester sur une des salles de Polytech.

Voici le schéma complet de notre système:

[[Fichier:schema_complet.png]]
== '''Étapes importantes :''' ==

1/ Récupération des schémas de la disposition des radiateurs à Polytech. (de chez Mr ; Goudout).

2/ Visite général du local ou se fait distribution de l'eau chaude provenant de la chaudière dans les différents locaux de Polytech.

3/ Contact des constructeurs d'électrovannes :

-explication détaillée du projet.

-demande d'étude du projet.

-demande de devis.

4/ étude des solutions proposées.

5/ Commande flou + simulation sur logiciel.

== '''Avancement du projet :''' ==

== Semaine 1: ==

Durant les séances de cette semaine, nous avons bien étudié le contexte du projet.
Nous somme allé voir Mr. Gaudout, le chef des services techniques, qui nous a fait une visite complète de l’atelier où se font toutes les distributions d’eau chaude provenant de la chaudière (se situant à Cité Scientifique).
Ce dernier nous a bien expliqué le principe de fonctionnement en nous donnant un schéma d’exemple de distribution dont voici un extrait :

[[Fichier:extrait.jpg]]

== Semaine 2 : ==

''Nous avons conçu le schéma global du système :''

[[Fichier:Schéma17.jpg]]

''La chaudière de l’université Lille 1 est une chaudière alimentée par un gaz qui est brûlé dans une chambre de combustion. Cette opération produit des fumées très chaudes qui sont expulsées vers un échangeur où circule le fluide (de l’eau). L’eau circule à son tour dans le circuit de chauffage de l’habitation pour y diffuser la chaleur produite par la chaudière. Celle –ci ne dépasse pas une température d’eau en sortie de 80°C.''
''L’eau rentre chaude dans les radiateurs et en sort froide pour retourner à la chaudière pour être réchauffé une seconde fois et retransmis aux radiateurs. C’est ainsi que le cycle se forme.''

== Semaine 3 : ==

Cette semaine a été entièrement consacré au Bond Graph et à son analyse. Le Bond graph est un langage unifié pour tous les domaines des sciences de l’ingénieur. Il représente graphiquement un système dynamique physique. Cet outil repose essentiellement sur la caractérisation des phénomènes d’échanges d’énergie au sein du système.
Voici le BG de notre système pour le cas d’une seule salle :

[[Fichier:Exemple123456.jpg]]

La modélisation BD n’a pas été facile, il nous a fallu du temps pour revoir le principe et l’assimiler clairement. Nous avons modélisé plusieurs faux Bond Graphs avant celui-ci.

== Semaine 4 et 5 : ==

Durant ces deux semaines, nous avons contacté les différents constructeurs se trouvant à Lille ou autres villes.

• Le constructeur NORGREN, qui est un leader mondial dans les technologies de contrôle de mouvements et des fluides, nous a affirmé que leur société était d’avantage orienté vers le pneumatique et qu’il fallait donc que nous contactions un spécialiste de régulation thermique.
• Un agent technico-commercial chez DANFOSS qui est un producteur mondial de composants pour le conditionnement d'air, le chauffage et la gestion de l'eau, et des contrôles industriels, nous a répondu que le groupe ne proposait aucune électrovanne qui puisse répondre à notre demande.

• Plusieurs autres constructeurs nous ont affirmé qu’ils ne peuvent donner suite à notre demande car ce sont des constructeurs et non des bureaux d’études.

• ENEOVE, revendeur par internet, nous a proposé une solution non adéquate à notre système.

• Seul FESTO s’est réellement intéressé et a voulu suivre notre projet.

== Semaine 6 et 7 : ==

Festo est une grande entreprise, son catalogue contient des centaines de types d’électrovannes différents. Il a donc fallu étudier celles qui paraissaient les plus adéquates au système.

'' '''•Les électrovannes tout ou rien.'''
Ce type à deux états possibles :''

''-Entièrement fermée''

''-Entièrement ouverte''

Avantages : Pas cher, commande facile.

Inconvénient : Pas de précision.

Solution possible : Mettre 3 électrovannes TOR en parallèle pour avoir l’équivalent d’une électrovanne proportionnelle.

Inconvénient de la solution :Trois électrovannes TOR couteraient plus cher qu’une seule électrovanne proportionnelle, de plus, l’installation et la commande seront compliquées.

''' •Les électrovannes proportionnelles : '''

Lorsqu'elle est fermée, le fluide entrant affiche une pression de p1 ; le plongeur (3) a coulissé et appuie donc sur le siège du pilote (4). Cette action, associée à la pression exercée par le ressort sur le piston (2), conduit à fermer le siège principal (5). un limiteur (6) permet au fluide de pénétrer dans la chambre de contrôle (1) et d'exercer une pression px par le haut sur la membrane d'étanchéité.

Si le limiteur, le siège du pilote et les rapports de surface de la phase principale sont dimensionnés en conséquence, les forces de compression sur le piston atteignent l'équilibre lorsque le siège est ouvert dans une certaine position. Avec une commande de pilote proportionnel, le piston suit, en principe, le mouvement axial continu du plongeur en fonction de la valeur qui génère cet équilibre.

''' •Les mélangeurs (Vannes à trois voies) : '''

Le principe de fonctionnement de la vanne trois voies est de mélanger à l’eau du départ du générateur (1), une certaine quantité d’eau du retour (3) du circuit de chauffage.''

L’inconvénient de cette solution est qu’il va falloir refaire toute l’installation des radiateurs dans les locaux de Polytech car actuellement, les vannes des radiateurs sont à une voie seulement.

Conclusion : Solution coûteuse.

'''•Les vannes thermostatiques'''
''Les vannes thermostatiques abritent une sonde thermosensible qui se dilate et se contracte en fonction de la température ambiante et qui actionne un système mécanique qui laisse passer plus ou moins de fluide.''

Principe de Fonctionnement :

Généralement, la sonde de température (ou bulbe thermostatique) est logée dans la poignée de la vanne. Cette sonde est composée d'un liquide, d'un gel ou d'un gaz qui se dilate ou se contracte en fonction de la température qui l'environne.
La position du clapet de réglage est déterminée par l'équilibre entre la poche de gaz et le ressort de rappel : lorsque la température mesurée est inférieure au point de consigne, le bulbe thermostatique se contracte, le ressort entraîne une ouverture du clapet de réglage et le débit est augmenté dans le radiateur. L'inverse se produit quand la température mesurée est trop élevée.

Avantage : La stabilisation automatique de la température ambiante au niveau souhaité permet de réaliser des économies d'énergie lorsqu'elle est bien utilisée, car elle se fermera automatiquement lorsque la température souhaitée est atteinte et s'il y a des apports de chaleur extérieurs (soleil entrant par les fenêtres, four, feu de cheminée).

Inconvénient : Si on oublie de fermer manuellement la vanne alors qu'on laisse une fenêtre ouverte, la vanne réagit à la baisse de température et fait fonctionner le radiateur à plein régime, entraînant un gaspillage de chaleur.

Conclusion: Cette dernière solution est plus ou moins celle proposée par FESTO. De plus, ces derniers nous ont proposé d’étudier longuement notre système et de créer une nouvelle vanne thermostatique qui n’existe pas toujours pas sur le marché et qui va spécialement être conçue pour le projet.

== Semaine 8 et 9 ==

La logique floue (fuzzy logic, en anglais) est une extension de la logique classique aux raisonnements approchés. Par ses aspects numériques, elle s'oppose aux logiques modales.

Elle s'appuie sur la théorie mathématique des ensembles flous. Cette théorie est une extension de la théorie des ensembles classiques aux ensembles définis de façon imprécise. Partant d'un concept de fonction d'appartenance à valeur dans [0, 1.

La logique floue présente aussi l'intérêt d'être plus facile et moins chère à implémenter qu'une logique probabiliste, elle est utilisée dans le cas des systèmes difficilement identifiables ou dont les paramètres subissent des variations brutales.

À l'inverse de l'algèbre de Boole, la logique floue autorise la valeur de vérité d'une condition à parcourir un autre domaine que la paire {vrai,faux}. En logique floue, il y a des degrés dans la satisfaction d'une condition, en effet, dans notre cas, Cette logique est le moyen idéal pour commander notre électrovanne, car nous avons un système qui peut subir à plusieurs variations (pression, température extérieur..) notre but est donc maintenir la température dans la salle à 20° quelques soient les variations.

Les informations à l’entrée de notre commande sont les températures provenues du capteur de température à la salle, cette dernière varie entre 8° et 25°, en effet nous distinguons deux commandes une avec une seule entrée et une avec deux entrée avec toujours une sortie qui sera le courant de l’entrée de la vanne thermostatique, ce dernier variera approximativement entre 4 et 20 mA, nous avons donc choisi ces plages de variation pour avoir un compromis entre la stabilité et la précision, pour ouvrir la vanne, nous avons soit ouvrir totalement, soit ouvrir beaucoup, et la même chose pour fermer, alors que dans le cas où la température dans la salle est égale à la consigne, le plongeur est à sa position initial 50% ouvert et 50% fermé.

Nous différencions les cas de la commande avec une seule entrée et celle avec deux entrées :

''' Cas 1 : une entrée '''

Dans ce cas notre entrée qui est l’erreur sera la différence entre notre consigne (20°) et la température provenue du capteur, notre erreur variera donc entre -5° (s’il fait chaud température avec une température dans la salle de 25°) et 12° (s’il fait froid avec une température dans la salle de 8°).

Quand l’erreur est égale à 0, cela veut dire que la température dans la salle est égale à la consigne, donc il fait « Bon » et quand elle est entre -5 et 0, il fait chaud et froid quand l’erreur est entre 0 et 12. Donc par exemple quand l’erreur est égale à 6, il fait 50% froid et 50% bon et nous n’allons pas chauffer de la même manière si l’erreur est égale à 12.

Les plages de variation de la sortie qui est le courant de commande de la vanne thermostatique étaient choisies fin d’obtenir un système précis. Quand la vanne est à 50% ouverte et 50% fermée, nous somme dans la moitié de notre plage de courant donc 12 mA, alors si nous somme inférieure à cette valeur la vanne est fermée sinon elle est ouverte.

[[Fichier:entréeEcas1.jpg]]

[[Fichier:SortieCommandeCas1.jpg]]

Les règles étables pour relier les entrées aux sorties sont les suivantes :

[[Fichier:règlesCas1.jpg]]

''' Cas 2 : deux entrées '''

Dans ce cas nous avons deux entrées, l’erreur et la variation de l’erreur.

L’erreur est la même que le premier cas alors que les plages de sa variation sont entre -13 et 13 pour avoir plus de précision, à 0 la variation de l’erreur est constante, si elle est inférieure à 0 elle se refroidit, sinon elle se réchauffe.

Nous avons donc choisi ces plages de variation pour avoir un compromis entre la stabilité et la précision, pour ouvrir la vanne, nous avons soit ouvrir totalement, soit ouvrir beaucoup, et la même chose pour fermer, alors que dans le cas où la température dans la salle est égale à la consigne, le plongeur est à sa position initial 50% ouvert et 50% fermé.

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== Rapport ==
[[Fichier:rapportjebbek.pdf]]

Chauffage Polytech'Lille

2014-04-15T22:02:37Z

Zjebbari :

'''Sujet :''' Gestion Intelligente des flux thermiques du bâtiment Polytech.

''JEBBARI Zineb''

''BEKRAOUI Oumaima''

''IMA 4 SA''

''Encadrant: Mr Belkacem Ould Bouamama''
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== '''Contexte :''' ==

Le projet proposé par Mr. Belkacem Ould Bouamama est conçu pour le développement durable et initié par la direction de Polytech et est relié à cette problématique. C’est un projet à long termes, sa durée est de trois années. Son but est la mise en place d’une plateforme intelligente pour la régulation à distance et optimale des flux thermiques des radiateurs installés à Polytech. En d’autres termes, l’automatisation de ces radiateurs. Pour être plus précis, il va falloir changer les vannes manuelles par des vannes électriques commandables. Ainsi, l’utilisateur n’aura qu’à rentrer la consigne de température souhaitée, la commande se chargera du reste, à savoir, régler l’ouverture de la vanne en prenant en compte les contraintes de l’environnement et en minimisant les pertes.
Notre objectif cette année, est d’étudier la faisabilité du projet.

== '''Matériel :''' ==

-Logiciel Matlab.

-Électrovanne.

-Capteur de Température.

-Radiateur ''

== '''Objectifs :''' ==

* Régler la température des radiateurs d’une salle de Polytech en agissant sur le débit de l'eau chaude arrivant de la chaudière.

- Sous format Automatique

- Sous format Manuel (dans le cas où le système automatique serait en panne)

* Limiter les pertes d’énergie liées à la mauvaise utilisation des radiateurs ou aux utilisations inutiles (ex : laisser le chauffage allumer pendant que les salles sont vides)

* Utiliser une plateforme intelligente qui sera commandée à distance pour la régulation de ces flux thermiques (tablettes, i phone, androïde…)

== '''Contraintes :''' ==

* Température extérieure instantanée.

* Température de la salle.

* Les différentes données de températures fournies par Météo France (pour les prévisions).

* Emploi du temps de la salle (Afin d’éteindre le radiateur si la salle est libérée ou de préchauffer la salle le temps nécessaire pour atteindre la température voulue à l’instant voulu).

* Calendrier des saisons (Les radiateurs ne sont pas utilisés de la même manière toute l’année)

* Pression (Capteur de pression qui détectera une chute de pression brusque dans le cas où la fenêtre s’ouvre è éteindre le radiateur).

== '''Étapes à suivre :''' ==

* Bien connaître le fonctionnement existant du système des radiateurs dans les locaux de Polytech.

* Utiliser la notion de la commande floue pour la commande de l’électrovanne.

* Faire un choix du type d'électrovanne compatible au système: TOR ou proportionnelle.

* Concevoir le système avec les électrovannes (TOR ou proportionnelles).

* Simuler le système sur Matlab.

* Tester sur une des salles de Polytech.

Voici le schéma complet de notre système:

[[Fichier:schema_complet.png]]
== '''Étapes importantes :''' ==

1/ Récupération des schémas de la disposition des radiateurs à Polytech. (de chez Mr ; Goudout).

2/ Visite général du local ou se fait distribution de l'eau chaude provenant de la chaudière dans les différents locaux de Polytech.

3/ Contact des constructeurs d'électrovannes :

-explication détaillée du projet.

-demande d'étude du projet.

-demande de devis.

4/ étude des solutions proposées.

5/ Commande flou + simulation sur logiciel.

== '''Avancement du projet :''' ==

== Semaine 1: ==

Durant les séances de cette semaine, nous avons bien étudié le contexte du projet.
Nous somme allé voir Mr. Gaudout, le chef des services techniques, qui nous a fait une visite complète de l’atelier où se font toutes les distributions d’eau chaude provenant de la chaudière (se situant à Cité Scientifique).
Ce dernier nous a bien expliqué le principe de fonctionnement en nous donnant un schéma d’exemple de distribution dont voici un extrait :

[[Fichier:extrait.jpg]]

== Semaine 2 : ==

''Nous avons conçu le schéma global du système :''

[[Fichier:Schéma17.jpg]]

''La chaudière de l’université Lille 1 est une chaudière alimentée par un gaz qui est brûlé dans une chambre de combustion. Cette opération produit des fumées très chaudes qui sont expulsées vers un échangeur où circule le fluide (de l’eau). L’eau circule à son tour dans le circuit de chauffage de l’habitation pour y diffuser la chaleur produite par la chaudière. Celle –ci ne dépasse pas une température d’eau en sortie de 80°C.''
''L’eau rentre chaude dans les radiateurs et en sort froide pour retourner à la chaudière pour être réchauffé une seconde fois et retransmis aux radiateurs. C’est ainsi que le cycle se forme.''

== Semaine 3 : ==

Cette semaine a été entièrement consacré au Bond Graph et à son analyse. Le Bond graph est un langage unifié pour tous les domaines des sciences de l’ingénieur. Il représente graphiquement un système dynamique physique. Cet outil repose essentiellement sur la caractérisation des phénomènes d’échanges d’énergie au sein du système.
Voici le BG de notre système pour le cas d’une seule salle :

[[Fichier:Exemple123456.jpg]]

La modélisation BD n’a pas été facile, il nous a fallu du temps pour revoir le principe et l’assimiler clairement. Nous avons modélisé plusieurs faux Bond Graphs avant celui-ci.

== Semaine 4 et 5 : ==

Durant ces deux semaines, nous avons contacté les différents constructeurs se trouvant à Lille ou autres villes.

• Le constructeur NORGREN, qui est un leader mondial dans les technologies de contrôle de mouvements et des fluides, nous a affirmé que leur société était d’avantage orienté vers le pneumatique et qu’il fallait donc que nous contactions un spécialiste de régulation thermique.
• Un agent technico-commercial chez DANFOSS qui est un producteur mondial de composants pour le conditionnement d'air, le chauffage et la gestion de l'eau, et des contrôles industriels, nous a répondu que le groupe ne proposait aucune électrovanne qui puisse répondre à notre demande.

• Plusieurs autres constructeurs nous ont affirmé qu’ils ne peuvent donner suite à notre demande car ce sont des constructeurs et non des bureaux d’études.

• ENEOVE, revendeur par internet, nous a proposé une solution non adéquate à notre système.

• Seul FESTO s’est réellement intéressé et a voulu suivre notre projet.

== Semaine 6 et 7 : ==

Festo est une grande entreprise, son catalogue contient des centaines de types d’électrovannes différents. Il a donc fallu étudier celles qui paraissaient les plus adéquates au système.

'' '''•Les électrovannes tout ou rien.'''
Ce type à deux états possibles :''

''-Entièrement fermée''

''-Entièrement ouverte''

Avantages : Pas cher, commande facile.

Inconvénient : Pas de précision.

Solution possible : Mettre 3 électrovannes TOR en parallèle pour avoir l’équivalent d’une électrovanne proportionnelle.

Inconvénient de la solution :Trois électrovannes TOR couteraient plus cher qu’une seule électrovanne proportionnelle, de plus, l’installation et la commande seront compliquées.

''' •Les électrovannes proportionnelles : '''

Lorsqu'elle est fermée, le fluide entrant affiche une pression de p1 ; le plongeur (3) a coulissé et appuie donc sur le siège du pilote (4). Cette action, associée à la pression exercée par le ressort sur le piston (2), conduit à fermer le siège principal (5). un limiteur (6) permet au fluide de pénétrer dans la chambre de contrôle (1) et d'exercer une pression px par le haut sur la membrane d'étanchéité.

Si le limiteur, le siège du pilote et les rapports de surface de la phase principale sont dimensionnés en conséquence, les forces de compression sur le piston atteignent l'équilibre lorsque le siège est ouvert dans une certaine position. Avec une commande de pilote proportionnel, le piston suit, en principe, le mouvement axial continu du plongeur en fonction de la valeur qui génère cet équilibre.

[[Fichier:electrov_prop.jpg]]

''' •Les mélangeurs (Vannes à trois voies).'''

Le principe de fonctionnement de la vanne trois voies est de mélanger à l’eau du départ du générateur (1), une certaine quantité d’eau du retour (3) du circuit de chauffage.''

[[Fichier:vanne3voies.jpg]]

L’inconvénient de cette solution est qu’il va falloir refaire toute l’installation des radiateurs dans les locaux de Polytech car actuellement, les vannes des radiateurs sont à une voie seulement.

Conclusion : Solution coûteuse.

'''•Les vannes thermostatiques'''
''Les vannes thermostatiques abritent une sonde thermosensible qui se dilate et se contracte en fonction de la température ambiante et qui actionne un système mécanique qui laisse passer plus ou moins de fluide.''

[[Fichier:vanneThermo.jpg]]

Principe de Fonctionnement :

Généralement, la sonde de température (ou bulbe thermostatique) est logée dans la poignée de la vanne. Cette sonde est composée d'un liquide, d'un gel ou d'un gaz qui se dilate ou se contracte en fonction de la température qui l'environne.
La position du clapet de réglage est déterminée par l'équilibre entre la poche de gaz et le ressort de rappel : lorsque la température mesurée est inférieure au point de consigne, le bulbe thermostatique se contracte, le ressort entraîne une ouverture du clapet de réglage et le débit est augmenté dans le radiateur. L'inverse se produit quand la température mesurée est trop élevée.

Avantage : La stabilisation automatique de la température ambiante au niveau souhaité permet de réaliser des économies d'énergie lorsqu'elle est bien utilisée, car elle se fermera automatiquement lorsque la température souhaitée est atteinte et s'il y a des apports de chaleur extérieurs (soleil entrant par les fenêtres, four, feu de cheminée).

Inconvénient : Si on oublie de fermer manuellement la vanne alors qu'on laisse une fenêtre ouverte, la vanne réagit à la baisse de température et fait fonctionner le radiateur à plein régime, entraînant un gaspillage de chaleur.

Conclusion: Cette dernière solution est plus ou moins celle proposée par FESTO. De plus, ces derniers nous ont proposé d’étudier longuement notre système et de créer une nouvelle vanne thermostatique qui n’existe pas toujours pas sur le marché et qui va spécialement être conçue pour le projet.

== Semaine 8 et 9 ==

La logique floue (fuzzy logic, en anglais) est une extension de la logique classique aux raisonnements approchés. Par ses aspects numériques, elle s'oppose aux logiques modales.

Elle s'appuie sur la théorie mathématique des ensembles flous. Cette théorie est une extension de la théorie des ensembles classiques aux ensembles définis de façon imprécise. Partant d'un concept de fonction d'appartenance à valeur dans [0, 1.

La logique floue présente aussi l'intérêt d'être plus facile et moins chère à implémenter qu'une logique probabiliste, elle est utilisée dans le cas des systèmes difficilement identifiables ou dont les paramètres subissent des variations brutales.

À l'inverse de l'algèbre de Boole, la logique floue autorise la valeur de vérité d'une condition à parcourir un autre domaine que la paire {vrai,faux}. En logique floue, il y a des degrés dans la satisfaction d'une condition, en effet, dans notre cas, Cette logique est le moyen idéal pour commander notre électrovanne, car nous avons un système qui peut subir à plusieurs variations (pression, température extérieur..) notre but est donc maintenir la température dans la salle à 20° quelques soient les variations.

Les informations à l’entrée de notre commande sont les températures provenues du capteur de température à la salle, cette dernière varie entre 8° et 25°, en effet nous distinguons deux commandes une avec une seule entrée et une avec deux entrée avec toujours une sortie qui sera le courant de l’entrée de la vanne thermostatique, ce dernier variera approximativement entre 4 et 20 mA, nous avons donc choisi ces plages de variation pour avoir un compromis entre la stabilité et la précision, pour ouvrir la vanne, nous avons soit ouvrir totalement, soit ouvrir beaucoup, et la même chose pour fermer, alors que dans le cas où la température dans la salle est égale à la consigne, le plongeur est à sa position initial 50% ouvert et 50% fermé.

Chauffage Polytech'Lille

2014-04-15T09:56:30Z

Zjebbari :

Chauffage Polytech'Lille

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Chauffage Polytech'Lille

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Chauffage Polytech'Lille

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Chauffage Polytech'Lille

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Chauffage Polytech'Lille

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Chauffage Polytech'Lille

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Zjebbari :