Version du 25 novembre 2018 à 15:54

Présentation générale

Projet : Impact du matériel et du logiciel sur le rayonnement électromagnétique

Nous proposons d'évaluer l'impact du matériel et du logiciel sur le rayonnement électromagnétique et la consommation électrique.

Etudiants : Souheib KHINACHE et Antoine MOREAU

Encadrants : Alexandre BOE, Xavier REDON et Thomas VANTROYS

Description

L'internet des objets est un marché en plein essor. La communication entre les différents objets connectés créent un nuage de signaux autour d'eux. Ces derniers sont vu par les utilisateurs comme des boîtes noires : le fonctionnement se fait sans en connaître les composants matériels et logiciels. Néanmoins, ces objets, de par leurs propriétés électroniques, créent des fuites électromagnétiques impactant le champ environnant.

Bien qu'ils peuvent porter à débat sur l'impact sur la santé, ces signaux peuvent représenter de réelles sources d'informations sur l'aspect matériel et applicatif de l'objet.

Il serait donc intéressant de pouvoir concevoir une idée générale sur le fonctionnement du système à partir des ondes électromagnétiques émises, en les interprétant.

Objectifs

Les principaux objectifs de ce projet seront donc de mesurer l'impact du matériel et du logiciel sur le rayonnement électromagnétique et sur la consommation électrique. Pour cela, l'outil potentiel avec lequel nous pourrions travailler serait une sonde de champ électromagnétique afin d'établir des mesures. Cependant, nous pourrions concevoir notre propre système de capture et d'interprétation à partir d'une antenne, de filtres de fréquences et d'un microcontrôleur (on commencera par un ATMega328P). Il sera nécessaire de prendre en compte les perturbations issues de notre appareil de mesure et d'en tenir compte.

On effectuera ainsi plusieurs expérimentations sur différents supports d'étude :

• l'aspect "Hardware" en étudiant différents modèles pour un même type de shield
• l'aspect calculatoire du matériel en se basant sur l'impact des microcontrôleurs en fonction du modèle (ATMega328P et ATMega2560)
• l'aspect informatique, en étudiant l'impact du logiciel et du firmware d'un même composant (différents firmwares pour un même shield Wi-Fi)
• l'aspect puissance des composants électroniques de gestion de puissance (ponts, hacheurs, onduleurs...).

L'étude des différentes informations se fera par traitement des signaux électromagnétiques et des spectres. Afin de mieux appréhender le problème, il nous est nécessaire de comprendre les phénomènes physiques issus de la notion d'électromagnétisme.

Ces études mèneront à une étape plus complexe : l'interprétation des signaux. En effet, l'un des objectifs de ce projet est de comprendre du mieux possible le fonctionnement d'un système sans y avoir accès directement, et donc dans ce contexte "traduire" un ensemble de signaux électromagnétiques.

On pourra en outre apporter un aspect visuel à l'étude en rajoutant une interface informatique.

Analyse du projet

Positionnement par rapport à l'existant

Bien qu'aux yeux de nombreuses personnes le bruit électromagnétique créé par les équipements électroniques du quotidien peut porter à controverse (débats concernant l'impact sur la santé par exemple), il peut être une source d'informations. De nos jours, les ondes électromagnétiques restent un vaste champ d'étude, sujettes à de nombreuses thèses et recherches au sein des laboratoires. L'exemple de Milos Prvulovic, professeur à l'Institut Technologique de Géorgie, ayant simulé un contexte de cybercafé, dans lequel il place une antenne magnétique, un ordinateur portable cible et un ordinateur "espion". Il réussit, grâce aux signaux EM émis par l'impulsion de l'appui des touches clavier à capter un message écrit par un ordinateur cible.

Néanmoins, dans le quotidien, l'utilisation des sondes électromagnétiques se fait pour l'étude énergétique d'un système électronique (fuites électromagnétiques anormales, preuves d'une anomalie...) afin de respecter certaines normes législatives. Le code du travail par exemple réglemente et définit des valeurs seuils par le biais des articles R. 4453-3 et R. 4453-4.

Analyse du premier concurrent

NBM-520 de NARDA STS

NARDA STS est une entreprise qui fournit des outils de mesure. Elle met à disposition aux particuliers comme aux professionnels des sondes électromagnétiques. La NBM-520 est un appareil de la franchise, mesurant le champ électrique et magnétique. Elle donne des valeurs précises du champ électromagnétique ambiant sur une large bande. Elle propose différentes sondes modulables permettant une souplesse au niveau de l'étude en fonction des besoins, avec des sondes pouvant étudier des signaux de fréquence de 100kHz à 6GHz ou même de 300kHz à 50GHz (en fonction de la sonde choisie).

En outre, le dispositif peut se connecter en USB sur PC afin d'envoyer les données capturées et d'en faire une étude. Le dispositif propose un logiciel d'étude, NBM-TS, permettant d'observer du champ en fonction du temps, de la fréquence, de la position... NBM_TS.png Avantages :

Analyse du second concurrent

Scénario d'usage du produit ou du concept envisagé

Réponse à la question difficile

Préparation du projet

Cahier des charges

Choix techniques : matériel et logiciel

Liste des tâches à effectuer

Calendrier prévisionnel

Réalisation du Projet

Feuille d'heures

Prologue

Semaine 1

Semaine 2

Documents Rendus