Mémoires de Magistère
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Item Modélisation et détection des modes de défaillance dans un système complexe par les méthodes graphiques:Application au réseau électrique Sonelgaz(2010) DENDANI HAYETTELa maintenance des systèmes industriels est une fonction cruciale pour la productivité, la qualité des produits et des services fournis. Toutefois c’est aussi une fonction complexe, que de nombreux systèmes informatiques sont devenus nécessaires et doivent cohabiter. Fort de ce constat, notre travail vise à réaliser un système qui consiste à rassembler le savoir et le savoir-faire dans le domaine de diagnostic de panne ou d’anomalie au sein du réseau électrique distribuant l’énergie électrique au niveau Sonelgaz. Pour les systèmes industriels complexes structurés en réseaux tels que la production et la distribution de l’énergie électrique à l’échelle d’un pays , ou les réseaux de télécommunications , les méthodes graphiques de modélisation tels que les réseaux de neurones et les réseaux de bayes ont prouvé leur puissance dans le domaine de la maintenance pour détecter les défaillances et modéliser leurs propagations . cette puissance émane de très forte corrélation spatiale entre le réseau industriel étudié et le réseau graphique utilisé pour les modéliser.Item SURVEILLANCE ET DETECTION DE DEFAUTS D'UNE MACHINE A INDUCTION(2009) MERABET HICHEML’utilisation de la machine asynchrone dans les entraînements électriques occupe une place très importante. Donc, le diagnostic de défauts éventuels dans ces machines est de nos jours une priorité majeure pour les industriels en particulier est pour les scientifiques en générale. Actuellement, la demande industrielle en termes de système de surveillance est en nette croissante car la disponibilité des processus industriels est devenue un argument tant économique que marketing. Toutefois, la surveillance et le diagnostic nécessitent à la fois une bonne connaissance fonctionnelle et comportementale du système afin de mettre en évidence d’une manière précoce des conditions conduisant à une situation de défaillance. Ce mémoire concerne donc, le fonctionnement de la machine asynchrone. A cet effet, dans un premier temps nous développerons le modèle de la machine asynchrone triphasée à cage, capable de représenter les comportements de la machine dans les différentes modes de fonctionnement et en présence de déséquilibres structurels. Parmi les défauts, nous traiterons des cassures des barres et des portions d’anneaux, les défauts d’excentricités (statique, dynamique, mixte) et le défaut de court-circuit entre spires d’une phase statorique. Une analyse spectrale des courants statoriques du moteur asynchrone, prélevés lors de ces défauts sera présentée. Dans la dernière partie de ce mémoire, nous développons une approche de surveillance permettant d'obtenir des informations sur l'état de la machine et de classifier des défauts.Item CONTRIBUTION AU DIAGNOSTIC DE DEFAUT DANS UNE CHAINE DE PRODUCTION D’ENERGIE(2009) ATOUI IssamLe suivi de l'état de fonctionnement d'une installation éolienne permet de signaler les dysfonctionnements d’une manière précoce et d' y remédier dans les délais avant qu'ils n'engendrent des défaillances requérant l'arrêt inopiné du procédé de conversion. Il permet aussi de remplacer la maintenance préventive par une maintenance prédictive. Cette dernière consiste en un planning des opérations de maintenance basé sur l'information fournie par le système de surveillance. Cette stratégie peut apporter incontestablement une diminution substantielle des coûts de maintenance du système. L'objectif de ce travail est l'étude par simulations des défauts de la génératrice d’une chaîne éolienne. A cet effet on étudiera le défaut d'excentricité dans une génératrice asynchrone à double alimentation (Doubly-Fed Induction Generator, DFIG) et les défauts de ruptures des barres ou des anneaux rotoriques dans une génératrice asynchrone auto-excitée. Au début, les models de l’ensemble de la chaîne de conversion (turbine, génératrice, charge et régulation) sont validés par Simulation sous MatLab Simulink, En suite, la détection de défaut dans la génératrice sont considéré en utilisent trois méthodes de traitements du signal, notamment, l’analyse rapide de fourrier, l’analyse de fourrier à fenêtre glissante et la technique des ondelettes, ont été considéré.Item Diagnostic Robuste des Systèmes Énergétiques par l’Approche Bond Graph(2009) BOUTASSETA NadirLes systèmes de surveillance et de supervision jouent un rôle majeur pour la sécurité des installations industrielles et la disponibilité de ses équipements. Signaler le plus tôt possible à l’opérateur les écarts détectés par rapport au comportement nominal prévu est fondamental pour la mise en oeuvre des actions préventives et correctives sur le procédé. Ces systèmes industriels sont régis par plusieurs phénomènes physiques et divers com posants technologiques, c’est pourquoi l’outil Bond Graph, basé sur une analyse énergé tique et multi-physique, est bien adapté. Le modèle bond Graph résultant permet par la suite d’appliquer des méthodes de diagnostic à base de modèles à fin de détecter et éventuellement isoler le défaut. Dans ce mémoire, nous allons aborder le problème de diagnostic des systèmes énergétiques par une présentation des méthodes de diagnostic existantes. Ensuite, on introduit l’outil de modélisation utilisé avec illustration par des exemples d’applications dans différents domaines physiques. Les méthodes de diagnostic à base du modèle Bond Graph sont par la suite présentées, ainsi que l’extension de ces méthodes à des modèles à paramètres incertains. Enfin, la méthode de diagnostic étudiée est appliquée pour la détection et l’isolation des défauts dans un moteur asynchroneItem CONTRIBUTION À L’ANALYSE ET LA REDUCTION DE LA POLLUTION HARMONIQUE DANS LE RESEAU ELECTRIQUE(2007) BOUKADOUM AZIZL’utilisation des convertisseurs de l’électronique de puissance a augmenté sensiblement le niveau de la pollution harmonique des réseaux électriques. En effet, ces équipements, considérés comme des charges non linéaires, absorbent des courants non sinusoïdaux et consomment de la puissance réactive. Le passage des courants harmoniques dans l’impédance du réseau électrique entraîne inévitablement des tensions harmoniques et par conséquent, pollue les consommateurs alimentés par le même réseau. Alors, une action technique, pour réduire l’effet indésirable de ces harmoniques, est devenue indispensable et ce, pour assurer la qualité souhaitée de l’énergie électrique. A cet effet, ce mémoire présente d’abord une étude justifiant la présence des perturbations harmoniques causées par les convertisseurs statiques, puis, les moyens techniques traditionnels et modernes existants pour permettre leur atténuation. Toutefois , dans le cadre de la réalisation de ce mémoire une attention particulière est réservée aux techniques de filtrages actifs parallèle et série. Effectivement, les techniques modernes de filtrages actifs ne peuvent être fiables que si la méthode d’identification, des harmoniques à éliminer, soit efficace. Ainsi, nous avons traité dans ce mémoire quelques méthodes et nous avons analysé leurs performances par une étude comparative. Par ailleurs, les techniques de commande, par hystérésis et à Modulation de Largeur d’Impulsion, ont été considérées et appliquées au filtres actifs.Item Filtrage actif parallèle des harmoniques du courant générés par un pont redresseur triphasé non commandé(2006) ZELLOUMA LAIDLes convertisseurs statiques absorbent des courants non sinusoïdaux et consomment généralement de la puissance réactive. Ces deux phénomènes nouveaux sur le réseau électrique ont engendrés un certain nombre de problèmes allant du dysfonctionnement d'un équipement jusqu'à sa destruction. Dans ce travail, on a traité l’élimination par un filtre actif parallèle des harmoniques générées par un pont redresseur triphasé non commandé, dans deux cas de charge RL et RC. Une simulation par MATLAB SIMULINK de l’ensemble réseau, filtre actif, et charge, pour deux stratégies de commande, hystérésis et MLI à échantillonnage naturel est effectuée. La méthode des puissances instantanées (‘p-q’theory) est utilisée pour calculer et identifier le courant harmonique. Une analyse spectrale avant et après filtrage est obtenue pour comparer les résultats et déterminer l’efficacité du filtre actif. La THD du courant de charge avant filtrage est de 72,37% à été réduite après filtrage à 4,39% côté réseau pour une charge RC. Pour la charge RL, la THD avant filtrage est de 23.53% et à été réduite à 3.85%. Ces résultats montrent une atténuation significative des harmoniques du courant et l’auto- adaptivité du filtre aux variations de la charge (RL1-RL2 ; RC1-RC2 ; RL1-RC2). Ces résultats montrent aussi l’efficacité et les bonnes performances du filtre actif parallèle de puissance, qui a réduit la THD à une valeur inférieur à 5% correspondant aux recommandations et normes internationales.Item Effet du phénomène de bifurcation du transport « HVAC-HVDC » sur la qualité de l’énergie électrique transmise(2007) Boumilek RadiaThis work appears in the global settings of the improvement of the electric energy quality, it especially has for object the survey of studying of the technology HVDC “High Voltage Direct Current”, fashion that can compete the AC transmission. In the first part of this work, we studied a line of alternating current transmission (220KV). The results gotten show that this fashion of transmission generates specifics effects on the regimes of working of the line on the whole length. Used in high tension and on big distances, the transmission as running continuous could procure a lot of advantage by the report to the one in alternative. In the second part, we make a studding of HVDC line that it is essentially constituted of the conversion stations. The results gotten show the efficiency of this fashion of transmission of the point of view reduction of the tension losses. On the other hand, this technology poses the problems of the harmonic that are generated by the internal commutations to the units of conversion and that must be filtered to not penetrate in the alternative networks with intolerable amplitudes. Finally, we study the effect of bifurcation of transmission “HVAC-HVDC” in the quality of energy transmitted.Item MODELISATION D’UN SYSTEME DE PRODUCTION ELECTRIQUE PAR LA CELLULE PHOTOVOLTAIQUE(2010) Zerguine BilalNous avons traités dans ce travail un sujet très intéressant et très touchant, nouveau dans le domaine électrotechnique. C’est l’énergie verte ou renouvelable, d’âpres notre recherche et notre découverte des différentes types de production de l’énergie électrique par des ressources terrestre comme : le pétrole, Gaz, Uranium, etc.…, nous avons trouvé que ce ressources sont de plus en plus éphémères et épuisables et il n y a pas de remplacement sauf par l’énergie renouvelable. L’énergie renouvelable consiste l’énergie éolienne et l’énergie hydraulique et enfin l’énergie solaire. En utilisant les panneaux solaires qui sont considères dans l’avenir comme meilleur solution pour le consommateur de l’électricité et pour sécuriser la planète des produits toxique qui résulte d’avoir la pollution. Le silicium ou le Quartz est considéré comme la source essentielle dans cette construction (panneaux solaires). Après plusieurs étapes dans la fabrication on obtient un panneau solaire à utiliser, dans notre travail on a expliqué ces étapes et étudier les semi conducteurs et leurs propriétés physiques et comment ce passe le phénomène de la conversion lumineuse a l’intérieur de ces matières. Finalement nous avons étudiés un type de module photovoltaïque qui s’appelle: BP SX 150S Et le faire simuler a l’aide de MATLAB, en lui considérant comme un modèle a 4 paramètres et a partir de ce modèle nous avons obtenu des résultats, en analysant et traitant ces derniers pour connaitre les critères de ces panneaux et l’influence de la température sur ces critères.Item SIMULATION DE L’ARC ELECTRIQUE DANS UN DISJONCTEUR DE HAUTE TENSION(2010) KECHAR EL-KHENSSALes coupures de courant dans les circuits électriques s’effectuent à travers l’apparition d’un arc électrique entre les deux électrodes qui s’écartent l’une de l’autre. Cet arc génère des Conditions thermiques et dynamiques sévères au sein d’un milieu plasma dans le boîtier du disjoncteur. Nous sommes intéressé à La simulation du comportement d’un arc électrique dans un disjoncteur de type haute tension. L’objectif actuel est d’aborder plus précisément la phase d’amorçage de l’arc liée à l’écartement des électrodes, traiter le cas des courant de court circuit. Le rôle fondamentale joué par l’arc électrique de coupure, phénomène particulièrement délicat à maîtriser, au point qu’aucune technique d’interruption n’est parvenue jusqu’alors à dominer toutes les autres dans tous les domaines d’emplois. Donc maître en évidence les caractères généraux les plus spécifiques de chacune de ces techniques, afin de préciser leur domaine d’emplois préférentiels et d’évaluer l’avenir que l’on peut raisonnablement leur prédire.Item Conception d'Observateurs Robustes pour le Diagnostic des Processus Énergétiques(2009) NEҪAIBIA Amar: Les techniques modernes de supervision des processus reposent sur une modélisation mathématique très élaborée des systèmes et exploitent les relations mathé matiques entre les différents signaux du processus. Elles permettent un diagnostic précis mais requièrent une compréhension plus profonde du système étudié et un effort assez important, plus particulièrement pour les processus complexes non linéaires. Néanmoins, l’établissement d’une description mathématique des processus non linéaires est très dif ficile et demande du temps. En général, les systèmes non linéaires sont linéarisés autour d’un point de fonctionnement, et ensuite des techniques robustes sont appliquées afin de générer des résidus qui sont robustes aux variations paramétriques. Cette stratégie est valable sous réserve que la linéarisation ne provoque pas des erreurs de modélisation assez considérables, autrement dit le système opère auprès du point de fonctionnement spécifié. Une méthode d’estimation d’état est proposée pour les systèmes non linéaires décrits par un modèle de Takagi-Sugeno ou multi-modèle. Les conditions de convergence de l’ob servateur sont établies en Lyapunov. Ces conditions sont données sous forme d’inégalités linéaires matricielles. Une méthode de diagnostic à base de modèle est mise en place pour des systèmes non linéaires. Ceux-ci sont modélisés à l’aide de modèles de Takagi-Sugeno afin de pouvoir utiliser une technique classique de bancs d’observateurs. La première partie propose donc l’élaboration d’un multi-observateur de type mode glissant permettant de minimiser l’in fluence des perturbations sur l’estimation d’état. Ce type d’observateur est ensuite utilisé au sein de bancs d’observateurs qui engendrent des résidus dont l’analyse permet de ré véler l’occurrence de défauts de capteurs ou d’actionneurs. Enfin,cette stratégie de diagnostic est appliquée sur un exemple de simulation afin d’illus trer l’efficacité de la méthode proposée.Item Etude des jperformances d'une machine asynchrone alimentée par une source de tension perturbée(2010) LABED NaceredineItem DIAGNOSTIC DE DEFAUTS PAR LOGIQUE FLOUE(2010) BOURAIOU AhmedLe travail présenté dans ce mémoire concerne l’application de la technique de la logique floue pour le diagnostic du défaut statorique de type court circuit de la machine asynchrone. Dans un premier lieu, sont discutées et caractérisées les spectres de fréquences du courant statorique afin d’analyser et déterminer les composantes de fréquences spécifiques qui indiquent un défaut naissant ou une dégradation possible de l’état de machine. En suite, les modèles de la machine asynchrone saine et en présence de défaut sont développés et simulés. L’application de la technique de la logique floue pour le diagnostic et la surveillance de la machine asynchrone est basée sur l’analyse spectrale du son courant statorique. Les résultats de simulation sont validées par des simulations en Matlab Simulink. Abstract : The work presented in this memory relates to the application the technique of fuzzy logic for the diagnostic one of the stator default of short-circuit type of the asynchronous machine in first time are discussed and characterized with frequency spectrums and this last obtained by stator current and to aim at analyzed to discover the specific components of frequency which indicate an incipient defect or a possible degradation in a state of machine. In continuation the model of the asynchronous machine healthy and at fault with simulations, finally the simulation of the application of the technique of fuzzy logic containing the spectral analysis and to interpret the frequency spectrum obtained by the current of stator for the diagnostic of fault. The results obtained is great degree of effectiveness, which enables them to be used as tool for monitoring for the asynchronous machines. After, the results of the system are commented on and to interpret by Matlab silmulik.Item MODELISATION D’UN DIPOSITIF MPPT POUR L’ETUDE DE L’AUGMENTATION DE LA PUISSANCE PRODUITE PAR LES GENERATEUR PHOTOVOLTAIQUES(2010) MERAHI REDAUn générateur photovoltaïque peut fonctionner dans une large gamme de tension et de courant de sortie, mais il ne peut délivrer une puissance maximale que pour des valeurs particulières du courant et de la tension. En effet, la caractéristique I (V) du générateur dépend de l’éclairement solaire et de la température. Ces variations climatiques entraînent la fluctuation du point de puissance maximale. À cause de cette fluctuation, on intercale souvent entre le générateur et le récepteur un ou plusieurs convertisseurs statiques commandés permettant de poursuivre le point de puissance maximale. Ces commandes sont, connus sous le nom de MPPT (Maximum Power Point Tracking) associée au hacheur, lequel assure le couplage entre le générateur PV et le récepteur en forçant le premier à délivrer sa puissance maximale. Les techniques MPPT sont utilisées dans les systèmes photovoltaïques pour maximiser la puissance délivrée par le panneau photovoltaïque en poursuivant continuellement le point de puissance maximale, ce qui n’est pas évident à atteindre. En effet, ce problème de poursuite fait jusqu’à nos jours l’objet de plusieurs recherches. Aussi, plusieurs méthodes ont être élaborées et utilisées. Le problème est abordé dans sa globalité dans cette thèse par une approche systémique du point de vue architecture de conversion et mode de commande associée visant des rendements, fiabilités et flexibilités élevés.Item CONTRIBUTION A L'IDENTIFIACATION DES COURTS- CIRCUITS(2007) BENHAMIDA HAKIMItem APPLICATION DES TECHNIQUES DE COMMANDES INTELLIGENTES POUR LE CONTROLE D’UNE MACHINE ASYNCHRONE(2006) GHERS FETHILe domaine de la variation de vitesse des machines asynchrones s’est développé d’une manière spectaculaire lors des dernières années. Par conséquent, le recours au développement des techniques intelligentes à susciter un intérêt de plus en plus croissant, dans l’industrie, afin de satisfaire des cahiers des charges de plus en plus sévères. Outre les stratégie de commandes conventionnelles (PI, PID), d’autres approches appliquées à la commande des machines asynchrones sont également envisageables : il s’agit de la commande par logique floue et par réseaux de neurones. Le travail présenté dans ce mémoire consiste en la mise au point de ces deux approches intelligentes et à analyser leur performance par rapport au régulateur conventionnel. Tous ces régulateurs de vitesse sont implantés en utilisant la méthode du flux orienté. Les résultats de simulation obtenus sons montrent et interpréter. Nous remarquons que les deux approches présentent une robustesse par rapport aux variations paramétriques de la machine et vis-à-vis des perturbations introduites par le couple résistant.Item Modélisation des défaillances et leur diagnostic par les méthodes de reconnaissance des formes floue(2013) HANDIS MoufidaLe diagnostic des défaillances des systèmes industriels présente un grand intérêt tant pour le monde industriel que pour les chercheurs scientifiques. Le but majeur du diagnostic consiste à localiser et identifier les défaillances qui peuvent surgir dans le système, dans le cadre d'une approche de surveillance permettant de suivre instantanément l'évolution d'un mode de fonctionnement normal vers un mode anormal. L'obtention d'un modèle mathématique pouvant traduire l'évolution de l'état de fonctionnement d'un système n'est pas toujours évidente. Une alternative fait appel aux méthodes sans modèles permettant à partir des données historiques relatives aux descripteurs du système, de connaitre en temps réel le mode de fonctionnement du processus industriel. La méthode de reconnaissance des formes floue (RdF) à été retenue dans le présent travail pour le diagnostic des défaillances dans les systèmes industriels. La méthodologie de diagnostic adoptée a été appliquée à la station de traitement des eaux de TAKSEBT située dans la wilaya de TIZI OUZOU.Item ETUDE ET MODELISATION DES DEFAUTS DES TRANSFORMATEURS DE PUISSANCE(2008) REKIK BADRILe développement et la croissance de la population et l’industrie entraîne une amélioration des exigence de consommation de l'énergie électrique non seulement de point de vu quantitative mais aussi qualitative. Pour les entreprises de production et distribution de l’énergie électrique exemple: LA SONELGAZ, Les abonnés important et celle de première catégorie ne tolère pas les pannes intempestives et sur tout celles qui prend beaucoup de temps tels que les avaries des transformateurs de puissance qui à engendre des pertes énormes pour la réparation et énergie non vendu, c’est pour ces raisons que la détections et le diagnostique des différents défauts des transformateurs de puissances s’annonce indispensable et faits l’objet de plusieurs labo de recherche. A cet effet nous essaierons dans ce mémoire d’aborder ce sujet à travers d’abord une description des différents paramètres et accessoires constituant un transformateur de puissance, puis une études de ses multiples panes avec une analyse du courant homopolaire et la mise en place d’une modélisation mathématique basée sur la méthode M2C. Afin de procéder à une simulation numérique du défaut de court circuit entre spires nous utilisant le logiciel MATLAB. Les résultats de simulation nous ont permis de déduire les constatations suivantes pour ce type de défaut : la sensibilité du : Courant homopolaire et la réaction des caractéristiques des inductances propres et mutuelles à l’intérieure d’un transformateur qui va nous permet de jugé son état par rapport à le cas sain. Réaction des caractéristiques des inductances propres et mutuelles à l’intérieure d’un transformateur de puissance. Grâce aux quelles nous pouvant juger son état par rapport au cas sain.Item Conception d'Observateurs Robustes pour le Diagnostic des Processus Énergétiques(2009) NEҪAIBIA AmarLes techniques modernes de supervision des processus reposent sur une modélisation mathématique très élaborée des systèmes et exploitent les relations mathé matiques entre les différents signaux du processus. Elles permettent un diagnostic précis mais requièrent une compréhension plus profonde du système étudié et un effort assez important, plus particulièrement pour les processus complexes non linéaires. Néanmoins, l’établissement d’une description mathématique des processus non linéaires est très dif ficile et demande du temps. En général, les systèmes non linéaires sont linéarisés autour d’un point de fonctionnement, et ensuite des techniques robustes sont appliquées afin de générer des résidus qui sont robustes aux variations paramétriques. Cette stratégie est valable sous réserve que la linéarisation ne provoque pas des erreurs de modélisation assez considérables, autrement dit le système opère auprès du point de fonctionnement spécifié. Une méthode d’estimation d’état est proposée pour les systèmes non linéaires décrits par un modèle de Takagi-Sugeno ou multi-modèle. Les conditions de convergence de l’ob servateur sont établies en Lyapunov. Ces conditions sont données sous forme d’inégalités linéaires matricielles. Une méthode de diagnostic à base de modèle est mise en place pour des systèmes non linéaires. Ceux-ci sont modélisés à l’aide de modèles de Takagi-Sugeno afin de pouvoir utiliser une technique classique de bancs d’observateurs. La première partie propose donc l’élaboration d’un multi-observateur de type mode glissant permettant de minimiser l’in fluence des perturbations sur l’estimation d’état. Ce type d’observateur est ensuite utilisé au sein de bancs d’observateurs qui engendrent des résidus dont l’analyse permet de ré véler l’occurrence de défauts de capteurs ou d’actionneurs. Enfin,cette stratégie de diagnostic est appliquée sur un exemple de simulation afin d’illus trer l’efficacité de la méthode proposée.Item Etude comparative de la commande vectorielle directe et indirecte d’une machine asynchrone(2007) MESBAHI NADHIRLes progrès réalisés en matière d'électronique de puissance et de circuits de commande ont Contribué à l'utilisation grandissante des machines asynchrones dans les systèmes d’entraînements électriques. Le recours aux machines asynchrones est surtout lié à leur robustesse, leur puissance massique et à leur coût de fabrication. Un système de commande de haute performance demande en général une bonne réponse en régulation et en poursuite, qui soit insensible aux variations des conditions d’opération et des paramètres du procédé. Dans le présent travail, nous appliquons les principes de commande vectorielle à flux rotorique orienté pour réaliser le découplage entre le flux et le couple. Deux types de commande sont envisagés : commande vectorielle directe et commande vectorielle indirecte. Nous avons ensuite analysé les deux méthodes de commande par des essais de robustesse. Les résultats de simulation confirment la validité et l’efficacité du système de commande.Item Commande directe du couple (DTC) d’une machine asynchrone(2007) AKKOUCHI KAMELLes progrès récemment réalisés dans les domaines de l’électronique de puissance et des calculateurs en temps réel ont permis depuis peu l’essor des variateurs de vitesse pour les machines à courant alternatif. Le moteur asynchrone, grâce à sa robustesse, son faible coût et sa simple construction s’impose de plus en plus dans le domaine des entraînements à vitesse variable. Nous présentons dans ce mémoire la technique de commande dite : DTC (commande directe du couple) d’une machine à induction. Cette stratégie de commande proposée par Takahashi en 1985 pour concurrencer la méthode de commande par orientation du flux (FOC). Les résultats de simulation démontrent la validité de cette stratégie.