Traitement du Signal et InstrumentationTraitement du Signal et Instrumentation

Membres de l’équipe

Chercheurs et enseignants chercheurs

•          S. Montrésor (MCF Fac de sciences),

•          K. Raoof (Pr ENSIM),

•          J.-H. Thomas (MDC ENSIM - HDR),

•          L. Simon (Pr Fac de sciences)

•          S. Letourneur (IR CNRS-LAUM),

•          M. Feuilloy (Enseignant-Chercheur ESEO),

•          R. Feron (Enseignant-Chercheur ESEO),

•          A. Le Duff (Enseignant-Chercheur ESEO – HDR),

•          R. Longo (Enseignant-Chercheur ESEO),

•          G. Plantier (Enseignant-Chercheur ESEO – HDR)

 

Doctorants et post-doctorants

•          F.C. Bannwart (soutenance prévue en mai 2013, co-tutelle université de Campinas, Brésil)

•          R. Anane (2012-), (thèse cotutelle - Bourse alternance),

•          M. Baque, (thèse CIFRE Orange)

•          M. Bouallegue (2012-), (thèse cotutelle - Bourse alternance),

•          O. Chaouch (2012-), (Bourse ministérielle),

•          L. Kerkeni (2015-), (thèse cotutelle - Bourse alternance),

•          V. Métais (2012-2016), (co-financement ESEO-IFSTTAR),

•          B. Shchukin (2014-), (Allocation MESR),

•          J. Moriot (2015-2017) (co-financement GAUS, Canada – Institut LMAc)

 

 

Activités de recherche

 

L'Opération de Recherche « Traitement du Signal et Instrumentation » (OR TSI) s'intéresse aux problèmes de l'analyse et de la représentation des signaux, au développement de méthodes de traitement des signaux, analogiques et numériques, ainsi qu’à la mise en œuvre d'instrumentations spécifiques, matérielles et logicielles.

Cette opération de recherche mène ses travaux de manière transversale et propose ainsi à l’ensemble des chercheurs du laboratoire des outils de mesure et d’interprétation de phénomènes physiques complexes. En particulier, l’OR collabore activement avec des collègues de l’équipe Acoustique et Mécanique des Matériaux au sein de l’axe transversal CND et apporte ses compétences en termes, par exemple, de traitement de signaux de coda ou encore de classification de signaux d’émission acoustique.

 

Parallèlement, l’OR développe ses propres thèmes de recherche, parmi lesquels la localisation acoustique, l’optimisation des systèmes embarqués, ou encore le développement de capteurs spécifiques dédiés aux applications en géophysique. Sur ce dernier thème, les travaux ont été menés dans le cadre du projet ANR LINES, en partenariat avec l’Institut de Physique du Globe de Paris, Géosciences Montpellier UMR 5243 et le LAAS à Toulouse. Ils ont entre autres permis la réalisation d’un sismographe et d’un inclinomètre faible bruit à fibre optique dont les principes reposent sur des techniques optiques interférométriques. Outre le projet ANR LINES, l’OR TSI est également impliquée dans le projet LMAc Robustesse des systèmes de surveillance embarquée en aéronautique en collaboration avec le Groupe d’Acoustique de l’Université de Sherbrooke au Canada.

 

Quelques activités de recherches présentes et passées

 

•          Localisation d’objets communicants indoor par retournement temporel et utilisation de signaux acoustiques large bande CDMA

•          CND et réseau de capteurs avec exploitation de bruit ambiant

•          Optimisation de la couche physique (Modulation et routage de l'information) pour les réseaux de capteur

•          Instrumentation pour le CND et le SHM : robustesse des méthodes SHM, télécommunications dans les solides, émission acoustique, imagerie de défauts

•          Capteur optique pour la mesure de vitesse et de déplacement mécanique : application à la géophysique - traitement du signal adaptatif, instrumentation laser faible coût

•          Instrumentation et analyse de données biomédicales : apprentissage artificiel, propagation acoustique dans les matériaux complexes (os, bois)

 

 

Traitement du signal pour le CND et le SHM

Représentations parcimonieuses appliquées au traitement des signatures de signaux d’émission acoustique pour le contrôle non-destructif de matériaux composites

Ce travail concerne le contrôle non-destructif de matériaux composites à matrice polymère à fibres de verre par la technique d'émission acoustique. L’objectif est d’identifier et de suivre les mécanismes d’endommagement affectant le matériau sous contrainte de façon à anticiper son éventuelle rupture au sein d’une structure en fonctionnement.

Deux problématiques ont été abordées. La première consiste à développer une nouvelle technique basée sur la représentation parcimonieuse des signaux pour discriminer les signaux d'émission acoustique représentatifs des différents mécanismes d'endommagement. Cette technique consiste à établir un modèle sous forme d'un dictionnaire de formes d’ondes spécifiques aux mécanismes d'endommagement qui sont susceptible d'apparaitre dans les composites étudiés. A cet effet, l’étude a été basée sur des essais élémentaires effectués sur des éprouvettes modèles permettant d’isoler un mécanisme source. En particulier, les éprouvettes en résine époxy ont permis de générer les mécanismes associés à la fissuration matricielle. Les éprouvettes en composites unidirectionnels, sollicitées à 90°, 45° par rapport à l’orientation des fibres, ont permis de générer les mécanismes d’endommagement les plus émissifs, à savoir : la décohésion fibre/matrice, la microfissuration matricielle et la propagation de fissures. Une analyse des signaux enregistrés en appliquant une représentation temps-échelle a permis de distinguer les différentes signatures acoustiques et ainsi de rassembler des signaux ayant des caractéristiques similaires. Ces derniers sont ensuite utilisés pour l'apprentissage d’un dictionnaire de formes d’onde. La procédure de classification proposée a été examinée sur les signaux d'apprentissage ainsi sur des signaux tests. Cette étude a montré l'intérêt apporté par les représentations parcimonieuses des signaux pour le suivi des mécanismes d'endommagement dans les matériaux composites. La deuxième problématique concerne l'amélioration de l'analyse des signaux d'émission acoustique. Cette étude avait pour but d'incorporer les signaux d'EA de très faible amplitude dans le processus d'analyse et de caractérisation de l'endommagement. Ces signaux, considérés habituellement comme sources de bruit sont recueillis en fixant le seuil d'acquisition du système d'EA à une valeur inférieure à l'amplitude maximale de bruit enregistré. Ce travail a nécessité l'emploi d'une technique de débruitage pour  séparer les signaux de bruit réel à ceux liés aux sources d'endommagement. En particulier, Une méthode de débruitage par la transformée en ondelettes continue utilisant une technique de seuillage doux a été proposée. En outre, les signaux associés au bruit réel sont identifiées à l'aide du critère S.F.M (spectral flatness measure). Cette procédure a offert la possibilité d'explorer des signaux précurseurs auparavant inaccessibles.

 

Débruitage et analyse de signaux d’émission acoustique appliqués à la caractérisation des phénomènes de corrosion des matériaux ferreux.

Ce travail concerne la détection précoce des mécanismes de corrosion affectant les aciers par traitement des signaux d’émission acoustique. Cette problématique est d’un grand intérêt pour les installations industrielles du secteur des matériaux et la chimie notamment dans la mesure où le cout de leur fonctionnement dépend du pouvoir d’anticipation des acteurs engagés dans leur surveillance et leur maintenance, sans parler des couts environnementaux liés à leur dégradation quand elle s’avère inévitable.

Nous présentons une comparaison de différentes techniques de réduction de bruit appliquées à la détection précoce des mécanismes de corrosions observables sur des échantillons d’acier soumis à un stress chimique. Les signaux d´émissions acoustiques recueillis durant les premiers stades du processus de corrosion doivent permettre de mener à sa caractérisation. Ces signaux présentent un faible rapport signal à bruit, aussi il est nécessaire de procéder à un prétraitement qui consiste à diminuer la contribution du bruit perturbateur. Dans ce contexte différents algorithmes de réduction de bruit basés sur des méthodes de seuillage appliquées aux coefficients de transformées en ondelettes sont comparées.

 

 

Fig. 1 : Débruitage d’un signal d’émission acoustique généré par de la corrosion.

 

 

 

Fig. 2 : Vue d’ensemble du dispositif expérimental avec au premier plan la plaque d’acier baignant dans une solution corrosive  traversée par une tension pilotée par un potentiostat.

 

 

Contribution au traitement du signal pour le contrôle de santé in situ de structures composites : Application au suivi de température et à l’analyse des signaux d’émission acoustique

Cette thèse porte sur l’analyse de la coda des ondes ultrasonores (CodaWave Interferometry - CWI) qui se propagent dans les structures. En effet, ces signaux sont particulièrement sensibles aux changements des conditions de propagation causés par l’apparition de défauts, par des variations des vitesses de propagations, ou encore par des modifications des conditions aux frontières de la structure. Ces travaux ont montré, dans un premier temps, qu’une variation de température dans une structure au repos entraîne des changements importants dans la coda. Cet effet de la température vient se superposer aux variations causées par une modification d’origine mécanique de l’état de la structure et ne peut être négligé si on souhaite détecter l’apparition d’un défaut le plus rapidement possible. L’efficacité des méthodes d’analyse de l’onde de coda pour la détection d’apparition de défauts dans une structure a par la suite été évaluée. En parallèle, à l’analyse des ondes de coda, une étude des salves ultrasonores dans leur globalité obtenues par écoute passive a été menée, lorsque les structures sont soumises à des efforts de flexion jusqu’à leur détérioration. Pour cela, des méthodes basées sur la décomposition empirique de mode et la transformée de Hilbert-Huang ont été mises en œuvre. Ces techniques semblent bien adaptées à la localisation tempo-fréquentielle de différents modes de propagations. Les résultats obtenus tendent à montrer qu’il est possible de détecter, par exemple, une fissuration matricielle suivie d’une ou de plusieurs ruptures de fibres.

 

 

Fig. 3 : Exemple de signaux de Coda enregistrée sur une plaque d’aluminium.

 

 

Apprentissage statistique pour le contrôle et l’évaluation non destructifs : application à l’estimation de la durée de vie restante des matériaux et des structures

Cette thèse s’est inscrite dans le domaine de l’apprentissage statistique. Elle a consisté à mettre en œuvre des techniques reposant sur les avancées les plus récentes de l’intelligence artificielle et du traitement numérique du signal afin de pouvoir estimer la durée de vie restante des matériaux, en composite à base polymère et en béton, et des structures, à partir de l’émission acoustique (EA) des matériaux sous sollicitations. En effet, les matériaux de structures industrielles et d’ouvrages du génie civil sont en constante évolution et gagnent en complexité. Leurs conditions d’usage sont de plus en plus sévères dans une perspective de durée de vie allongée. Pour atteindre cet objectif, des méthodes émergentes de l’intelligence artificielle, du traitement du signal et des données telles que les réseaux de neurones, les arbres de décision, les SVM (Séparateurs à Vastes Marges) ont été adoptées. Les signaux d’EA, recueillis sur des éprouvettes instrumentées par des transducteurs piézoélectriques, ont été analysés de manière à caractériser les mécanismes d’endommagement sources, à identifier les signes précurseurs de la rupture des matériaux. Parallèlement à l’évolution des mécanismes d’endommagement, une étude du comportement collectif des EA a également été menée de manière à identifier les lois conduisant à la rupture. Les moyens de prévenir la ruine du matériau ont ainsi été explorés.

 

 

Contrôle de santé intégré des matériaux et structures par analyse de la CODA ultrasonore

Cette thèse, soutenue en 2013 et menée en collaboration avec l’IFSTTAR (laboratoire d’accueil), le LAUM et l’ESTACA à Laval, s’est intéressée au suivi de la variation de la vitesse de propagation des ondes ultrasonores par CWI. Grâce à la diffusion multiple, les ondes de coda présentent des chemins de propagation longs et complexes. Cela conduit une grande sensibilité à la variation de la vitesse de propagation dans le milieu. Les études menées préalablement, montrent que la CWI, permet de détecter des variations de vitesses de propagation avec une résolution relative de 10-5. L’objectif de ce travail de thèse a été d’utiliser la CWI comme une méthode d’évaluation non destructive pour détecter des changements de l’état d’un milieu hétérogène (béton) et d’assurer ainsi le contrôle de santé du matériau. Par ailleurs, la prise en compte de l’élasticité non-linéaire du matériau, a permis de lier la vitesse de propagation des ondes ultrasonore à l’état de contrainte appliquée, via les coefficients acousto-élastiques. Ceux-ci dépendent uniquement des constants élastiques du deuxième et du troisième ordre, et sont donc des caractéristiques intrinsèques du matériau. La nature non-linéaire de ces coefficients les rendent particulièrement sensibles à l’endommagement du béton, notamment les microfissures. Une étude de l’effet acousto-élastique a donc été réalisée de façon théorique et expérimentale à l’aide de la CWI. Comme ce coefficient est intrinsèque au milieu, il peut servir comme un indicateur de l’état du milieu et éventuellement permettre de réaliser une détection d’endommagement. Un des problèmes majeurs rencontré dans l’étude expérimentale est l’influence de la température ambiante. Tout comme un changement d’état de contrainte, la fluctuation de la température produit également une variation de la vitesse de propagation de l’onde de coda qui se traduit par un biais non négligeable dans les résultats. Une étude de la compensation du biais thermique a alors été menée. Elle consiste à utiliser une éprouvette supplémentaire, choisie comme référence, et soumise aux variations de la température ambiante. Cela a permis d’éliminer efficacement le biais expérimental et d’obtenir une estimation plus fiable et plus précise des variations des vitesses qui peuvent être maintenant considérées comme purement liées au changement de l’état de contrainte du matériau. Cette technique de compensation thermique a permis de déduire le coefficient d’acousto-élastique avec une variation relative de la vitesse des ondes ultrasonore inférieure à 10-3.

 

 

Auscultation ultrasonore des matériaux très hétérogènes

Cette thèse, menée également en collaboration avec l’IFSTTAR, a débutée en septembre 2012 et doit être soutenue au début 2016. Elle porte sur la caractérisation mécanique du béton d’enrobage qui protège les aciers de la corrosion, élément capital dans le diagnostic des structures et l’évaluation de leur durée de vie résiduelle. La détermination de caractéristiques mécaniques des premiers centimètres de béton, dans le cadre du suivi des ouvrages, est complexe car la profondeur d’investigation souhaitée est de l’ordre de grandeur des hétérogénéités du milieu. Des travaux précédents ont permis de montrer que la vitesse des ondes de surface est sensible à la porosité du matériau et à sa teneur en eau. Le potentiel des ultrasons pour la caractérisation des matériaux du génie civil mérite des recherches approfondies en lien avec leur complexité multi-échelle. L’objectif de ce travail de thèse est donc de mettre au point une méthode de caractérisation des bétons dont les propriétés mécaniques varient avec la profondeur suite à une dégradation ou à une réparation (composite collé en surface, traitement spécifique). Cette méthode reposera sur la mesure du champ cohérent pour les ondes de surface et du champ incohérent. La nécessité de réaliser un grand nombre de mesures et ce sur des surfaces importantes, pour l’imagerie in situ, requiert par ailleurs un dispositif expérimental optimisé pour une mesure locale représentative du matériau. Ce travail de thèse comporte quatre volets :

 

-          Utilisation, en plus des mesures de vitesse, de l’atténuation des ondes de surface plus sensibles mais plus délicates à mesurer ;

-          Intégration dans un problème inverse des hypothèses du modèle d’homogénéisation. La modélisation d’un gradient de propriété peut être effectuée sur le modèle homogénéisé. La validation de cette approche est un élément important sur le plan théorique mais aussi pratique : par exemple les effets du gradient et de la diffusion multiple doivent pouvoir être dissociés pour remonter à une information sur un gradient de porosité et/ou de teneur en eau.

-          Couplage des mesures en champ cohérent avec celles provenant du champ incohérent. Cela nécessite une approche globale de la modélisation des deux phénomènes, propagatifs et diffusifs, afin de constituer un modèle inverse couplé à partir des observables disponibles.

-          Élaboration d’une méthodologie à la fois robuste et rapide : répartition originale des récepteurs et mise au point d’un système de génération et de réception pouvant fonctionner in situ. Cette élaboration se basera sur les résultats obtenus dans le cadre de la modélisation du problème direct et inverse.

 

Ces recherches doivent faire l’objet de validation expérimentale en laboratoire et sur le terrain et comprendront une calibration via des mesures sur éprouvettes.

 

 

Étude d’une architecture logicielle et matérielle de traitement du signal pour la surveillance de l’état de santé de structures mécaniques par ondes guidées ultrasonores

Ce travail de thèse, démarré en 2014, consiste à étudier la faisabilité de concevoir d’un système communicant et temps réel pour la surveillance in situ de l’état de santé de structures par ondes ultrasonores guidées dans un contexte SHM. L’objectif principal de cette thèse est de créer un système autonome de traitement du signal en intégrant dans une structure mécanique un réseau de capteurs (transducteurs piézoélectriques) ainsi que l’ensemble de l’électronique de conditionnement et de traitement des signaux. Ce dispositif sera à même de détecter et de localiser de manière continue des défauts typiques (fissures, délaminations, impacts, présence d’humidité) dans des matériaux métalliques ou composites composant par exemple des structures aéronautiques, du génie civil, etc. Le travail de thèse s’appuiera sur des développements récents de techniques de traitement du signal permettant l’identification in situ de paramètres structuraux à l’aide d’un suivi, entre-autre, des changements de température dans des matériaux. Ces techniques ont déjà été mises en œuvre avec succès pour améliorer la qualité et la robustesse de méthodes d’imagerie de défauts dans des plaques d’aluminium. Le travail intégrera également des outils de quantification de la précision a priori de l’estimation de la localisation de défauts dans une plaque dans le but d’optimiser la position des transducteurs. Il proposera également des méthodes de transmissions des données entre ces transducteurs à partir de signaux ultrasonores utilisant le médium comme canal de transmission. Une attention particulière sera portée sur la capacité de transposer rapidement les résultats des travaux de cette thèse du laboratoire à une application industrielle. Pour cela, la réalisation d’un démonstrateur opérationnel, inspiré de problématiques rencontrées en aéronautique, est envisagée.

 

 

Robustesse des systèmes de surveillance embarquée (Structural Health Monitoring – SHM) en aéronautique

La collaboration GSII-GAUS se traduit également par les travaux de post-doctorat de Jérémy Moriot. Ce projet qui doit s’étaler sur une période de deux années entre 2015 et 2017 entre le GAUS et l’ESEO, est financé conjointement par le GAUS et l’institut LMAc (Le Mans Acoustique). Ce projet porte sur la robustesse des systèmes SHM en aéronautique. En particulier, les travaux cherchent à relever le défi qui demeure pour assurer l’adoption des approches SHM par l’industrie aéronautique : quantifier le niveau de confiance à accorder aux indications fournies par les systèmes SHM en regard de la variabilité des paramètres qui les affectent. L’étude de la variance sur ces paramètres permettra d’évaluer la robustesse des approches SHM et ainsi de les intégrer plus efficacement aux procédures d’inspection actuelles. Les conditions environnementales, comme la température ou l’humidité, les effets du bruit d’instrumentation sur la mesure, l’imprécision sur le positionnement des transducteurs et la qualité de leur collage sont autant de paramètres qui affectent la détection, la localisation et le dimensionnement des défauts. Pour relever ce défi, plusieurs expertises doivent être déployées en synergie : en conception des systèmes SHM, en génération et propagation d’ondes ultrasonores, en traitement de signal adapté à la détection de défauts, et en analyse statistique robuste.

 

 

Visualisation de front d’onde de transducteur ultrasonore par Vélocimétrie Laser Doppler

Ces travaux, ont été menés en collaboration avec l’Université libre néerlandophone de Bruxelles. L’analyse des champs acoustiques est un sujet qui intéresse un grand nombre de domaines de l’ingénierie, comme les télécommunications ou le génie biomédical, par exemple. Dans le contexte du CND, la visualisation des fronts d’onde donne informations précieuses sur le type de capteurs et des signaux d’excitation les mieux adaptés au contrôle des matériaux. Ce travail a été consacré à l’élaboration d’une procédure rapide pour la visualisation des champs acoustiques dans l’eau au moyen de mesures en Vibrométrie Laser Doppler (VLD). La sonde à ultrasons étudiée est un transducteur focalisé excité par un signal de chirp. Il a alors été possible d’évaluer expérimentalement les propriétés du faisceau sonore au voisinage de la sonde pour obtenir des informations fiables à même de guider les choix de conception de transducteurs ultrasonore.

 

 

Caractérisation d’échantillon de bois par des méthodes de spectroscopie par résonance ultrasonore

Ces travaux menés en collaboration avec l’Université de Montpellier et l’Université d’Uppsala en Suède avaient pour objectif la caractérisation de la rigidité d’un échantillon de bois archéologique prélevé sur l’épave du Vasa, un vaisseau de guerre suédois du 17e siècle. Cet échantillon est représenté par un cube de bois de chêne gorgé d’eau et imprégné de polyéthylène glycol (PEG). Le but de l’étude a été de comparer deux méthodes de caractérisation : la première consiste à soumettre l’échantillon à une charge quasi-statique, la seconde à utiliser une méthode de spectroscopie par résonance ultrasonore (Resonance Ultrasound Spectroscopy - RUS). Le but est alors d’examiner la manière de combiner les avantages de chacune de ces deux méthodes pour améliorer l’estimation de l’ensemble des paramètres élastiques d’un échantillon unique. Le comportement du bois comme un matériau orthotrope a été quantifiée par des paramètres caractérisant les propriétés élastiques du matériau (Coefficients de Poisson, modules de Young, modules de cisaillement). Les résultats expérimentaux ont alors permis de comparer les deux méthodes (RUS et charge quasi-statique). Cette étude a contribué à mieux comprendre l’influence du PEG sur la dégradation des propriétés élastiques du bois. Il est important de noter que cette étude a permis de déterminer expérimentalement, pour la première fois, les modules de cisaillement et les coefficients de Poisson d’un échantillon de bois issu du Vasa.

 

 

Spectroscopie par ondes élastiques non linéaires pour le CND et le SHM

L’étude des résonances acoustiques non linéaires est particulièrement adaptée aux domaines du contrôle non destructif et du contrôle de santé des matériaux et des structures. Ces résonances sont très sensibles à l’endommagement d’un matériau et aisément observables avec un analyseur de spectre. Cependant une analyse paramétrique, basée sur l’approche de Prony,  appliquée directement sur des signaux temporels, permet d’obtenir une meilleure résolution spectrale notamment lors de l’étude de signaux de courte durée. Ce travail vise à mettre au point ces méthodes à haute résolution spectrale, appliquées expérimentalement sur différents matériaux tests (sains ou endommagés) tels que l’aluminium, le Béréa, le verre. Pour certaines, un apriori physique sur les résonances est nécessaire. Ces méthodes, rapides et fines,  permettraient de faire in situ du monitoring de l’état de santé de structures.

 

 

Traitement du signal pour les télécommunications et les réseaux de capteurs

Optimisation des Performances de Réseaux de Capteurs Dynamiques par le Contrôle de Synchronisation dans les Systèmes Ultra Large Bande

Depuis la publication par l’organisme de régulation américain : Federal Communication Commission (FCC) du premier rapport portant sur l'utilisation commerciale de la transmission Ultra Large Bande (UWB) en 2002, l'intérêt de cette technologie est en pleine croissance en particulier dans la communication sans fil courte portée à l'intérieur des bâtiments. L'une des plus prometteuses applications est le réseau de capteurs sans fil (WSN). Celui-ci est un réseau ad hoc avec un grand nombre de nœuds communicants et distribués sur une zone donnée afin de surveiller un évènement ou de récolter et de transmettre des données environnementales d'une manière autonome (température, humidité, pression, accélération, sons, image, vidéo, etc.). La position de ces nœuds n'est pas obligatoirement prédéterminée, ils peuvent être aléatoirement dispersés dans une zone géographique, appelée « champ de captage » correspondant au terrain d'intérêt pour le phénomène capté. Dans les réseaux des capteurs dynamiques sans fil, les critères les plus importants à prendre en compte sont : la conception du nœud avec un faible coût, un petit facteur de forme, une faible consommation d'énergie, et des communications robustes. Dans cette thèse nous nous sommes principalement concentrés sur les transmissions impulsion radio Ultra Large Bande (UWB-IR) qui a plusieurs avantages grâce à la nature de sa bande très large (entre 3.1GHZ et 10.6GHz) qui permet un débit élevé et une très bonne résolution temporelle. Ainsi, la très courte durée des impulsions émises assure une transmission robuste dans un canal multi-trajets dense. Enfin la faible densité spectrale de puissance du signal permet au système UWB de coexister avec les applications existantes. En raison de toutes ces caractéristiques, la technologie UWB a été considérée comme une technologie prometteuse pour les applications WSN. Cependant, il existe plusieurs défis technologiques pour l’implémentation des systèmes UWB. A savoir, une distorsion différente de la forme d’onde du signal reçu pour chaque trajet, la conception d’antennes très larges bandes de petites dimensions et non coûteuses, la synchronisation d’un signal impulsionnel, l’utilisation de modulation d’onde d’ordre élevé pour améliorer le débit etc. Dans ce travail, nous allons nous intéresser à l’étude et à l’amélioration de la synchronisation temporelle dans les systèmes ULB.

 

 

Emploi de techniques de traitement de signal MIMO pour des applications dédiées réseaux de capteurs

 

Dans ce travail de thèse, on s'intéresse à l'emploi de techniques de traitement de signal de systèmes de communication MIMO (Multiple Input Multiple Output) pour des applications aux réseaux de capteurs sans fil. Les contraintes énergétiques de cette classe de réseau font appel à des topologies particulières et le réseau peut être perçu comme étant un ensemble de grappes de nœuds capteurs. Ceci ouvre la porte à des techniques avancées de communication de type MIMO. Dans un premier temps, les différents aspects caractérisent les réseaux de capteurs sans fils sont introduits. Puis, les efforts engagés pour optimiser la conservation de l'énergie dans ces réseaux sont résumés. Les concepts de base de systèmes MIMOs sont abordés dans le deuxième chapitre et l'exploration par voie numérique de différentes pistes de la technologie MIMO sont exposées. Nous nous intéressons à des techniques de diversité de polarisation dans le cadre de milieux de communication riches en diffuseurs. Par la suite, des méthodes de type beamforming sont proposées pour la localisation dans les réseaux de capteurs sans fil. Le nouvel algorithme de localisation est présenté et les performances sont évaluées. Nous identifions la configuration pour la communication inter-grappes qui permet pour les meilleurs compromis entre énergie et efficacité spectrale dans les réseaux de capteurs sans fil. Finalement, nous envisageons la technique de sélection de nœuds capteurs pour réduire la consommation de l'énergie dans le réseau de capteur sans fil.

 

 

Localisation sonore par retournement temporel

L'objectif général de cette thèse était de proposer une solution de localisation en intérieur à la fois simple et capable de surmonter les défis de la propagation dans les environnements en intérieur. Pour ce faire, un système de localisation basé sur la méthode des signatures et adoptant le temps d'arrivée du signal de l'émetteur au récepteur comme signature, a été proposé. Le système présente deux architectures différentes, une première orientée privée utilisant la méthode d'accès multiple à répartition par code et une deuxième centralisée basée sur la méthode d'accès multiple à répartition dans le temps. Le système calcule la position de l'objet d'intérêt par la méthode de noyau. Une comparaison expérimentale entre le système à architecture orientée privée et un système de localisation sonore déjà existant et basé sur la méthode de trilatération, a permis de confirmer les résultats trouvés dans le cas de la localisation par ondes radiofréquences. Cependant, nos expérimentations étaient les premières à montrer l'effet de la réverbération sur les approches de la localisation acoustique.

 

Dans un second lieu, un système de localisation basé sur la technique de retournement temporel, permettant une localisation simultanée de sources avec différentes précisions de localisation, a été testé par simulations en faisant varier le nombre de sources. Ce système a été ensuite validé par expérimentations. Dans la dernière partie de notre étude, nous nous sommes intéressés à la réduction de l'audibilité du signal utile à la localisation par recours à la psycho-acoustique. Un filtre défini à partir du seuil d'audition absolu a été appliqué au signal de localisation. Nos résultats ont montré une amélioration de la précision de localisation comparé au système de localisation sans modèle psycho-acoustique et ce grâce à l'utilisation d'un filtre adapté au modèle psycho-acoustique à la réception. Par ailleurs, l'écoute du signal après application du modèle psycho-acoustique a montré une réduction significative de son audibilité comparée à celle du signal original.

 

 

Fig. 4 : Diagramme de corrélation d'une source.

 

 

Fig. 5 : Localisation avec la méthode de retournement temporel.

 

 

Localisation indoor de personnes par réseaux de capteurs acoustiques – application à la détection des états émotionnels d’un groupe et d’un individu

Dans le cadre des travaux de recherche menés au LAUM sur le retournement temporel ainsi que sur les travaux menés au CREN sur les interactions hommes machines, nous proposons d’étudier ce que serait une interaction sonore pédagogique en classe. A la frontière entre acoustique, électronique, informatique et ergonomie, nous proposons d’étudier la dématérialisation d’une interaction directe entre enseignant et apprenant dans un groupe.

 

Une phase de cette étude concerne la captation sonore dans la salle de classe. Celle-ci aura deux objectifs : 1) la localisation indoor de l’élève ciblé parmi son groupe classe et 2) l’analyse des états émotionnels de l’élève et du groupe classe afin de faire remonter, à l’enseignant, des indicateurs utiles à l’animation de sa classe. D’un point de vue des techniques d’intelligence artificielle, le réseau de capteurs pourra être abordé en tant que système multi agents et l’expertise pédagogique permettant d’identifier les états émotionnels des élèves pourra être modélisée dans un système à base de connaissances.

 

 

Contribution à l’optimisation conjointe PHY/MAC dans les réseaux de capteurs sans fils

Nos travaux de recherche s’intéresse aux réseaux distribués sans infrastructure dans lesquels un certain nombre de nœuds (capteurs sans fil : CSF) peuvent communiquer entre eux sans aucun contrôle centralisé ou points d’accès. Ces capteurs possèdent des potentialités intéressantes dans le contrôle et la gestion des données, ils informent sur plusieurs paramètres et peuvent être utilisés dans divers domaines tels que l’environnement, l’automatisation des systèmes, le contrôle, le transport et les industries de la santé. Le déploiement des capteurs dans ces réseaux, et les techniques mises en œuvre pour l’intercommunication, nécessitent la collaboration de nombreuses disciplines. Plusieurs recherches ont porté sur l’optimisation des performances de ce type de réseaux unilatéralement soit sur la couche physique soit sur la couche MAC. Une approche de conception conjointe CROSS-LAYER (Physique/MAC) s’annonce prometteuse. Avec l’émergence de nouveaux systèmes de communication dédiée à courte portée (DSRC : Dedicated Short-Range Communications) tels que les communications entre les capteurs dans les matériaux. Cela permet une évaluation continue de l’état de santé des matériaux (SHM : Structural Health Monitoring) tels que les ponts, les bâtiments, les centrales électriques et les éoliennes, etc.

 

Au vu de la complexité de cette infrastructure due essentiellement  à la répartition imprévue des nœuds, de nombreux défis sont à relever relatifs aux différentes interfaces exploitables. Nous souhaitons explorer l’onde acoustique comme moyen de communication dans un réseau de capteur. Notre objectif est de développer des techniques garantissant une optimisation conjointe Physique-MAC améliorant les performances globales du système en terme de débit binaire en consommation, de fiabilité et de complexité. Dans nos futures recherches, nous prévoyons de travaillé sur la CO-MIMO (Cooperative - Multiple Input Multiple Output) qui est une technique adaptée au contexte de la communication inter-nœuds, mais également sur  l’étalement du spectre sonore (CDMA) qui  est vu comme un candidat adéquat pour répondre aux besoins des réseaux de capteurs sans fil intelligent. Afin d’améliorer l’efficacité énergétique des transmissions sans fil, nous nous sommes actuellement focalisés sur l’optimisation séparée puis conjointe des couches physique et MAC (Approche CROSS-LAYER).

 

 

     

Fig. 6

 

 

Communications coopératives dans les réseaux de capteurs sans fils

Le routage est une technique d’acheminement des informations vers une destination donnée dans un réseau de connexion, d’une façon optimale. Les réseaux ad-hoc sont dépourvus d’infrastructure fixe, ce qui est une grande différence par rapport aux réseaux de télécommunications classiques. Alors un réseau ad-hoc a pour objectif de s’organiser automatiquement pour avoir la possibilité d’être déployé rapidement et ainsi de s’adapter aux conditions du trafic et aux différents contextes de mobilité possibles pouvant survenir des nœuds mobiles.

 

Pour assurer la connectivité du réseau, tous les nœuds sont utilisés pour participer au routage et pour la transmission des informations à un nœud qui n’a pas la possibilité de les obtenir directement. Ceci est donc vrai également pour le cas du réseau de capteur qui est un réseau ad-hoc, mais avec des contraintes au niveau de l’énergie, de capacité de stockage et de calcul. Tous les nœuds sont donc sollicités pour le routage. Ce qui permet également de découvrir des chemins existants afin d’atteindre les autres nœuds du réseau. La possibilité que la taille des réseaux de capteurs peut être importante fait que les techniques de routage connu pour les réseaux classiques doivent être modifiées. Les problèmes qui se posent sont dû au très grand nombre de nœuds et à la transmission des informations, sans compter du fait que les nœuds sont très limités au point de vue énergétique, capacités de calcul et également nous devons remédier au faites que la topologie du réseau peut changer.

 

Pour le cas d’un réseau volumineux, nous sommes dans l’incapacité de placer un nœud  pour qu’il puisse garder les informations de routage sur tous les autres nœuds du réseau. Cela ne pose aucun inconvénient quand le réseau est de petites tailles, du faites de l’utilisation de l’inondation qui a pour principe une diffusion qui fait propager un paquet dans le réseau entier. Dans ce cas cela nous revient moins coûteux au niveau énergétique mais s’agissant d’un réseau volumineux, le manque de données de routage concernant les destinations implique  une large diffusion dans le réseau. Dans le cas où le nœud de destination se trouve à un saut  du nœud source. Le routage est simple et aucun protocole de routage n’est déclenché. Mais ce cas est très rare dans les réseaux de capteurs et en générale dans les réseaux ad-hoc car un nœud source a pour la plupart du temps besoin d’envoyer des informations à l’évier (puit, sink) ou à un autre nœud qui n’est pas dans sa portée de communication. Nous allons découper les différents protocoles de routage en trois grandes classes qui vont être les protocoles de routages proactifs, réactifs et les protocoles de routages hybrides.

 

 

Imagerie pour l’acoustique

 

Traitement d’images pour la reconstruction de carte de phases dans le cadre de mesures optiques par holographie laser.

L’interférométrie de speckle par holographie numérique est une technique optique utilisant de la lumière cohérente. Elle est très répandue dans le domaine de la mesure de champ de déplacements et de formes. Son principal avantage réside en ce qu’elle permet la caractérisation de surfaces rugueuse d’objets avec une grande acuité par l’utilisation d’une technique de mesure sans contact. Le bruit de speckle entachant les interférogrammes générés cette technique nécessitent d’être traité pour pourvoir extraire des images de franges l’information pertinente.

 

Ce travail a pour objet la comparaison de différents algorithmes de débruitage pour le traitement des images de phases obtenue par holographie numérique. Le traitement porte sur la réduction de la contribution du bruit de speckle. L’évaluation est fondée sur trois critères: le gain de rapport signal à bruit ainsi qu’une mesure objective de qualité qui tient compte des distorsions de luminance et de contraste observées localement; nous proposons également un nouveau critère donnant une mesure de l’erreur de phase à la reconstruction calculée à partir des images d’interférences débruitées en sinus et cosinus. L’évaluation est réalisée sur une base d’images de phases simulées dont on contrôle le niveau et le type de bruit. Nous avons retenu cinq familles d’algorithmes reconnues pour leur efficience dans le domaine du traitement d’image: les algorithmes utilisés pour le traitement des images radar à synthèse d’ouverture SAR (Synthetic Aperture Radar), les algorithmes à base d’ondelettes associées à un opérateur de seuillage, l’algorithme NLmeans récemment proposé, la méthode du filtre de Wiener et celle du filtre médian. La suite de ce travail sera d’utiliser un dictionnaire de voisinages extraits d’une base d’images de référence afin de reconstruire les zones de dislocations de phase apparaissant sur les images d’hologramme réelles. Les algorithmes d’apprentissage utilisant des critères de parcimonie constituent actuellement l’état de l’art pour de tels problèmes.

 

 

Fig. 7 : Débruitage d’une carte de phase d’un hologramme réel à l’aide de la méthode de représentation par curvelet associée à un opérateur de seuillage.

 

 

Fig. 8 : Classement des méthodes de débruitages d’images évaluées dans le test sur des franges de phase simulées. Le critère utilisé ici est l’erreur de phase en radian. Le RSB moyen est de l’ordre de 5 dB. La décomposition en curvelets se révèle ici la méthode la plus efficace.

 

Tomographie passive pour les ondes acoustiques : Prédiction et identification à partir du bruit ambiant

Cette thèse se situe dans le cadre de contrôle non destructif en mode passif, l’objectif est l’identification des défauts, par l’analyse et le traitement des signaux vibro-acoustiques captés avec une instrumentation en surface, suite à la sollicitation de la structure par du bruit ambiant, ce bruit jouant ainsi le rôle d’une excitation naturelle. Afin d’extraire les informations nécessaires à l’identification des défauts, des techniques de corrélation de signaux seront employées, en effet, de nombreuses études, dans des domaines d'application variés ont montré le potentiel de ces techniques pour l'exploitation du bruit ambiant naturel présent dans un milieu.

 

Un critère visuel pour l’identification des défauts est proposé, il s’agit de la superposition d’enveloppes des fonctions d’inter-corrélation obtenues par transformée de Hilbert, ces enveloppes provenant de différentes configurations (avec et sans défaut). Aussi, un critère numérique, est calculé à partir du critère visuel. Les performances de ces critères ont été testées premièrement  sur une plaque en aluminium en conditions libres, en utilisant une source localisée en temps et en espace et dont l’intensité est ni contrôlée ni prédictible. Les résultats de la première expérience ont montré certes la sensibilité de ces critères à l’apparition des défauts malgré l’aspect aléatoire de la source, mais aussi une forte sensibilité aux changements de la position de la source, c’est pour cette raison qu’une  deuxième expérience utilisant une source non localisée en espace à été effectuée en utilisant une plaque en conditions de bords encastrés. La méthode d’identification proposée est d’abords paramétrée en utilisant un sinus mono fréquence comme signal source. Ensuite, une fois les paramètres réglés, la méthode est testée en mode passif en utilisant un bruit blanc filtré comme signal source. Grâce aux  critères proposés, le défaut est certes identifié aussi bien en mode passif qu’en mode actif, néanmoins, il reste à trouver un moyen pour le localiser et pour le dimensionner.

 

 

Fig. 9 : Sensitivity of the numerical criterion to the defect’s position.

 

 

Capteurs optiques pour des mesures de vitesses et déplacements mécaniques

 

Le GSII et l’ENSEEIHT de Toulouse collaborent depuis une dizaine d’années pour l’étude et la mise au point de nouveaux capteurs optiques faible coût. Les systèmes développés sont destinés à la mesure de haute précision et sans contact de vitesse et de déplacement mécanique. Ce travail de recherche est motivé par les besoins industriels grandissants en matière de capteurs robustes, performants et permettant une utilisation simple dans des conditions expérimentales qui ne sont pas toujours maîtrisables. Les capteurs développés utilisent des diodes laser employées dans le domaine des télécommunications et sont basés sur un phénomène de rétro-injection optique communément appelé phénomène de Self-Mixing (SM). Plusieurs thèses ont été co-encadrées sur ce sujet et plusieurs articles ont été publiés en revues. Dans le cadre de la thèse de Patrick Chawah, le GSII participe au projet LINES (Laser INterferometry for Earth Strain) qui a obtenu un financement de trois ans par l’ANR Risknat. Ce projet est piloté par le Laboratoire Géosciences de Montpellier. L’objectif est de développer trois nouveaux instruments géophysiques : un sismomètre mono-axial, un inclinomètre hydrostatique à longue base et un inclinomètre de forage pendulaire. Ces trois instruments profitent d’un capteur interférométrique de déplacement à longues fibres optiques du type Fabry-Pérot Extrinsèque (EFFPI). Leurs architectures mécaniques et l’utilisation de longues fibres permettent à ces instruments géophysiques nouvellement fabriqués d’atteindre les objectifs fixés. Le premier objectif de cette étude est de proposer des méthodes adaptées à l’estimation de la phase du chemin optique dans les cavités Fabry-Pérot. Une modulation du courant de la diode laser, suivie par une démodulation homodyne du signal d’interférence et d’un filtre de Kalman permettent de déterminer la phase en temps réel. Les résultats sont convaincants pour des mesures de courtes durées, mais exigent des solutions complémentaires pour se prémunir des effets de la variation des phénomènes environnementaux, sur de très longues périodes (de l’ordre d’un an). Le capteur EFFPI intégré dans l’inclinomètre de forage LINES lui offre l’opportunité d’établir une mesure différentielle de l’oscillation de la masselotte pendulée grâce à trois cavités Fabry-Pérot. Le sismomètre LINES utilise lui aussi le capteur de déplacement EFFPI pour la mesure du déplacement de sa bobine. Une description de l’architecture mécanique de ces instruments et une analyse des phénomènes détectés (mouvements lents, marées, séismes, microséismes, etc.) font également partie des résultats du travail de cette thèse.

 

Enfin, pour conclure ce paragraphe concernant l’utilisation de l’optique pour la mesure de grandeurs mécaniques, signalons que le début de la collaboration entre l’ESEO et le LAUM s’est fait dans le cadre de la thèse d’Alain Le Duff en 2003 qui portait sur des méthodes de traitement du signal temps réel pour des mesures de vitesses particulaires acoustiques par Anémométrie Laser Doppler (ALD). Ce travail s’est poursuivi par le post-doctorat de Solenn Moreau, dans le cadre d’une collaboration entre l’Institut Pprime à Poitiers, le LAUM et l’ESEO pour la mise au point de techniques d’analyse spectrale dans le contexte d’échantillonnage aléatoire que l’on rencontre lors de mesures par ALD.

 

 

Fig. 10 : Inclinomètre de forage.

 

 

Datamining appliqué à la médecine

 

Historiquement cet axe de recherche a débuté par une thématique relative à la prédiction de la syncope chez l’homme (collaboration avec le Pr Leftheriotis et le Dr Fortrat du CHU d’Angers). Cette thématique a émergée à la suite de collaborations avec le laboratoire de physiologie de la faculté de médecine d’Angers. Elle s’est concrétisée par des travaux sur la mesure de vitesse d’écoulements sanguins, par traitement vidéo, pour l’étude de la microcirculation. Cet investissement du GSII, dans le domaine biomédical, a fait naître au sein de l’ESEO une option biomédical destinée aux étudiants désirant se spécialiser et orienter leur carrière dans ce secteur. La thématique prédictive, engagée par les travaux sur la prédiction de la syncope, se poursuit actuellement en collaboration avec le Laboratoire Explorations fonctionnelles vasculaires et Centre régional Médecine du Sport du CHU d’Angers autour de l’analyse des comportements de marche, chez des patients avec une claudication intermittente. Cette thématique se décline en plusieurs problématiques :

 

-          Modélisation de la pression en oxygène transcutanée (tcpO2) résultant d’un test d’effort pour des patients avec une claudication ;

-          Analyse des comportements (capacités) de marche chez des patients avec une claudication intermittente afin d’en prédire la distance de marche.

 

Dans le cadre de cette collaboration, des outils d’aide aux diagnostics ont été développés sous forme, notamment, d’un logiciel informatique. Ce développement et la démarche diagnostic ont été soutenus par Angers métropole sous la forme d’un financement suite à l’appel à projets MPIA (Maturation de Projets Innovants en Anjou) en 2014. L’objectif de ce projet, dont l’acronyme est CINEY-SOFT, est de :

 

-          prouver à l’échelle multicentrique la contribution de la tcpO2 à poser de nombreux diagnostics, non accessibles par les techniques conventionnelles telles que l’échographie, et le Doppler et sans avoir à faire appel à l’imagerie radiologique interventionnelle, dont on connaît le coût, les risques et les complications ;

-          éprouver le logiciel informatique en France et se faire une idée précise de la facilité de son utilisation ;

-          recueillir des données de qualité permettant d’être convaincant auprès de partenaires industriels éventuels (sociétés commercialisant les appareillages de tcpO2 ou éditeurs de logiciels) quant à l’utilité clinique et l’intérêt que portent de nombreux centres universitaires à ce programme.

 

Par ailleurs, en septembre 2012, le GSII a accueilli Filip Fikejz, un doctorant en 3e année de la faculté de génie électrique de l’université technique de Prague. Les recherches de Filip ont porté sur l’analyse de l’influence de stimulations sonores sur l’activité électrique du cerveau. L’électro-encéphalographie (EEG) mesure cette activité et permet de cartographier, au cours du temps, l’activité neuronale du cortex cérébral. Les recherches ont visé, plus précisément, à analyser l’influence de la musique et à voir dans quelle mesure celle-ci interagit avec les émotions des sujets. Les compétences du GSII en matière de traitement du signal et de fouille de données se sont parfaitement inscrites dans ce projet de recherche. En effet, avant d’analyser les données recueillies et d’en révéler les liens existants avec les émotions ressenties durant l’expérience, l’analyse des signaux EEG requiert une phase importante de prétraitement. Ce prétraitement permet, notamment, d’éliminer les artefacts causés par les mouvements musculaires et oculaires du patient et de faire une séparation de source nécessaire causée par la proximité des électrodes de mesure. Un dernier aspect de l’investissement du GSII dans le domaine biomédical concerne la prévention des risques auditifs. Dans le cadre du Plan Régional Santé et Environnement, un partenariat a été mené depuis 2007 entre le rectorat de Nantes et la DRASS pour protéger les adolescents des risques auxquels ils s’exposent en écoutant de la musique amplifiée. Des outils spécifiques ont été élaborés par le LAUM et le GSII pour faciliter la mise en œuvre dans les collèges de séquences pédagogiques de prévention. Une tête acoustique a alors été conçue : elle permet d’identifier en temps-réel le niveau sonore à la sortie des écouteurs d’un lecteur MP3, par exemple, et les doses acoustiques reçues par les oreilles. Des composants logiciels, prenant la forme de plugins utilisables par le logiciel Audacity, permettent également de reproduire différents types acouphènes et de simuler des lésions auditives. En décembre 2011, ce projet a reçu le prix du décibel d’or décerné par le Conseil National du Bruit (CNB) (Ministère de l’écologie, du développement durable, des transports et du logement).

 

 

 

Fig. 11 : Dispositif expérimental d’analyse de signaux EEG.

 

 

Acoustique musicale

 

Le GSII est un des partenaires du projet ANR PAFI (Plateforme modulaire d’Aide à la Facture Instrumentale) portée par le LAUM. Ce projet s’est étalé sur une période de quatre ans, de 2009 à 2013. Il a permis de proposer une démarche partenariale ambitieuse et originale entre plusieurs groupes et laboratoires de recherche : le GSII ; le LAUM; le LTCI (Laboratoire Traitement et Communication de l’Information, UMRCNRS, Télécom Paristech) ; le laboratoire STMS (Sciences et Technologies de la Musique et du Son, UMR CNRS, Ministère de la Culture, IRCAM, Paris.), le pôle d’innovation des métiers de la musique au Mans et un collectif d’artisans-luthiers agissant au nom d’associations professionnelles de la facture instrumentale et regroupant, notamment, des fabricants de guitares, d’archets, de flûtes à bec, de clarinettes et des instruments du quatuor. L’objectif de ce projet a été de répondre au problème de la reproduction et de l’optimisation de la conception d’instrument de musique haut de gamme, caractéristiques de la lutherie française sur le marché mondial. PAFI a donc proposé la mise en œuvre d’outils de caractérisation et de prédiction mécanique et acoustique consacrés à l’analyse et au prototypage virtuel des instruments de musique. Les outils qui ont été développés dans le cadre de ce projet, constitués d’éléments matériels et logiciels, sont donc à la fois faible coût et directement exploitables en atelier. Ils sont destinés à s’insérer dans les différentes activités de l’artisan : le contrôle de la qualité d’un procédé de fabrication, la caractérisation d’un instrument de référence à des fins de reproduction, l’aide à la conception de nouveaux produits. Le projet PAFI s’est concrétisé sous deux formes : le transfert de technologie d’une part (réalisation de produits logiciels et matériels) et la mise en œuvre d’un travail de recherche appliquée d’autre part. Le GSII a apporté au projet PAFI son expertise en matière de réalisation de système d’acquisition de données ainsi que toute son expérience sur les thèmes liés à l’instrumentation de précision et à la mesure. Dans ce cadre le GSII a été amené à étudier et à développer une chaîne d’acquisition de signaux en provenance de différents types de capteurs. Ce système est composé d’une station d’acquisition et de conditionnement sur laquelle viennent se brancher des capteurs. Cette station est interfacée à un ordinateur par une liaison USB 2.0. Elle est alimentée par la liaison USB d’une part, et par un boîtier d’alimentation externe d’autre part. Deux versions du système ont été étudiées par le GSII : Une version consacrée aux instruments à vent (Kit PAFI Vent), d’une part, et une version consacrée aux instruments à cordes (Kit PAFI cordes) d’autre part. Ces deux versions partagent la même base électronique, à savoir le boîtier d’acquisition de données. Les deux versions se distinguent alors par les capteurs et les actionneurs qu’accueille la base : un pont d’impédance acoustique (développé en grande partie par le GSII) pour le Kit PAFI Vent et un marteau d’impact (spécifiquement développé par le GSII) associé à un accéléromètre et à un transducteur pour le Kit PAFI Cordes. Ce projet a été l’occasion de recruter en CDI Romain Feron, ingénieur ESEO, qui participe aussi aux activités d’enseignement et de recherche de l’ESEO dans le département Électronique et Automatique.

 

 

 

Fig. 12 : Projet PAFI.

 

Thèses soutenues (depuis 2012)

•          Y. Zhang (2013), Contrôle de santé des matériaux et structures par analyse de la coda ultrasonore.

•          M. Darwiche (2013), Apprentissage statistique pour l'évaluation et la contrôle non destructif : application à l'estimation de la durée de vie restante des matériaux par émission acoustique sous fluage.

•          S. Hamdi (2012), Contribution au traitement du signal pour le contrôle de santé in situ de structures composites : Application au suivi de température et à l’analyse des signaux d’émission acoustique.

•          P. Chawah (2012), Développement de capteurs de déplacement à fibre optique appliqué à l’inclinométrie et à la sismologie.

•          N. Aloui (2014), thèse en collaboration avec Gipsa-Lab, Localisation sonore par retournement temporel.

 

Collaborations

•          IFFSTAR, Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des réseaux, Nantes

•          ESTACA, Laval

•          Université de Montpellier 2, Sciences et Techniques, laboratoire Géosciences, UMR 5243, Montpellier

•          Laboratoire d’Optoélectronique pour les Systèmes Embarqués (LOSE), Institut National Polytechnique de Toulouse

•          Institut de physique du globe de Paris (IPGP)

•          Observatoire de la Côte d’Azur

•          Université de Nice Sophia Antipolis

•          Laboratoire Souterrain Bas Bruit (LSBB), UMS 3538 UNS/UAPV/CNR

•          Laboratoire Traitement et Communication de l’Information (LTCI) UMR-CNRS 5141, Télécom Paristech, Paris

•          Sciences et Technologies de la Musique et du Son (STMS) UMR CNRS 9912, Ministère de la Culture, IRCAM, Paris

•          Pôle d'innovation des métiers de la musique (ITEMM) Le Mans

•          Ecole Supérieure d’Agriculture, Angers

•          Laboratoire de biologie neuro-vasculaire intégrée, CHU Angers

•          GeM, UMR-CNRS 6183,

•          École Centrale de Nantes

•          Laboratoire de Géophysique Interne et de Technophysique (LGIT), Grenoble

•          Département Fluides, Thermique, Combustion, Institut Prime, CNRS, Université de Poitiers

•          Laboratoire Roberval CNRS 6253, Université de Technologie de Compiègne

•          Laboratoire de physiologie, CNRS UMR 6214, CHU Angers

•          Laboratoire de Physique Subatomique et de Cosmologie, UJF, INPG, CNRS/IN2P3, Grenoble

•          Faculté de génie électrique de l’université de Prague, République Tchèque

•          Groupe d’Acoustique de l’Université de Sherbrooke, Canada

•          Laboratoire Gipsa-Lab, INP Grenoble, CNRS UMR 5216

•          Laboratoire TIMA, INP Grenoble, CNRS UMR 5159

•          Laboratoire G2ELAB, INP Grenoble, CNRS UMR 5269

•          Laboratoire Syscom, École d'ingénieur ENIT, Tunisie

•          Laboratoire Innov'Com, École d'ingénieur Supcom, Tunisie

•          Laboratoire IEMN-DOAE, équipe COMNUM, Université de Valencienne

•          Centre de Recherche en Microélectronique et en Nanotechnologie de Sousse, Technopôle de Sousse, Tunisie

•          Collaborations Industrielles : CNES et la société Micro-dB

•          Laboratoire CREN, Nantes