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REE 2011-1

Dossier : Interdisciplinarité en instrumentation

Instrumentation en océanographie physique
Marc LE MENN
Service Hydrographique et Océanographique de la Marine (SHOM)
Par ses recherches, l’océanographie physique tente de répondre aux nombreux problèmes posés par les propriétés thermiques, optiques et dynamiques de l’océan. Cet article traite, d’une façon résumée, des moyens utilisés pour déterminer ces propriétés. Après une définition des grandeurs mesurées et des grandeurs qui en sont déduites par calcul, il passe en revue quelques capteurs et instruments utilisés pour évaluer les paramètres utiles aux océanographes : température, salinité, pression, vitesse et direction des courants marins, hauteur d’eau, état de la mer, turbidité et propriétés physico-chimiques. Il décrit succinctement quelques moyens employés pour les mesures en mer ainsi que les évolutions et autres procédés de mesure en développement.

Développement de biocapteurs bactériens optiques pour la détection de métaux dans l’environnement
Sulivan JOUANNEAU, Marie-José DURAND, Gérald THOUAND
Université de Nantes, UMR CNRS 6144 GEPEA, Laboratoire CBAC
Dans le cadre du développement de nouveaux systèmes alternatifs pour la gestion des pollutions métalliques dans l’environnement, les biocapteurs bactériens bioluminescents apparaissent comme des outils intéressants. Plus particulièrement développés dans le domaine médical, le champ d’action de ces systèmes tend à s’étendre vers un développement dans le domaine de l’environnement, en tant que système d’alerte pour la prévention des pollutions in situ. Complémentaires aux méthodes chimiques, ces outils biologiques fournissent également des informations sur l’impact toxique. Cette approche sera présentée dans cet article au travers de trois générations de biocapteurs : Lumisens I, II et III.

L’holographie acoustique de champ proche temps-réel : un outil pour le diagnostic
Jean-Hugh THOMAS1, Jean-Claude PASCAL2
Laboratoire d’Acoustique de l’Université du Maine (LAUM UMR-CNRS 6613) 1
Ecole Nationale Supérieure d’Ingénieurs du Mans (ENSIM)2
La méthode d’holographie acoustique temps-réel proposée permet de reconstruire en temps continu un champ acoustique fluctuant à la surface d’un bruiteur. La mesure est réalisée par une antenne de microphones disposée à proximité des sources acoustiques. La méthode repose sur un processus d’inversion dont les réponses impulsionnelles sont obtenues par filtrage optimal ou par une technique d’inversion généralisée (SVD) avec régularisation. La méthode est testée en simulation dans le cas de sources acoustiques élémentaires générant des signaux non stationnaires. Les signaux reconstruits comparés à partir d’indicateurs objectifs à des signaux de référence montrent l’avantage de l’utilisation de la régularisation.
Repères : Contrôle & commande des systèmes complexes

Conception d’un régulateur à modèle interne du nème ordre avec compensation de perturbations mesurables : Application à une centrale électrique-thermique
Hervé COPPIER1, Mohammed CHADLI2, Hubert. JACQUIN3, Patrice DELESALLE3
ESIEE-Amiens1, UPJV-MIS (E.A. 4290)-Amiens2, Schneider Electric3
Dans cet article, nous présentons les algorithmes de régulation à modèle interne (IMC) pour un système du nème ordre avec compensation de perturbations mesurables. L’objectif est de proposer des solutions de contrôle adaptées à la régulation industrielle, implémentables sur des automates Schneider Electric et hautement performantes. Les développements ont été principalement motivés par une demande du groupe Alstom pour un surchauffeur à vapeur dans une centrale thermique, mais ont vocation à être généraux pour une large gamme de boucles de régulation. Dans la première section, nous verrons le régulateur à modèle interne (RMI) pour procédés du nème ordre développé sous forme de fonction paramétrable dans Unity pro atelier logiciel de la famille des automates Schneider. La régulation à modèle interne est présentée avec son implémentation sur automate programmable, et des résultats comparés à ce qu’auraient donné d’autres algorithmes de contrôle comme la commande prédictive fonctionnelle. Dans la seconde section nous présentons une méthode de compensation de perturbations mesurables (feed-forward) prévue pour être associée aux régulateurs à modèle interne du nème ordre.

Le développement du système de contrôle de la cryogénie dans le tunnel du LHC
Czeslaw FLUDER1, Enrique  BLANCO-VINUELA1, Juan CASAS-CUBILLOS1, Pawel DUBERT1, Paulo GOMES1, Marco PEZETTI1, Antonio TOVAR-GONZALEZ1, Lukas ZWALINSKI1,2
CERN, Suisse1, Université AGH des Sciences et Technologies, Pologne2
Ce document passe en revue l’architecture du système de contrôle ainsi que le matériel de base et les composants logiciels ; il présente le matériel de mise en service et les méthodes de production logicielle, et illustre certains des problèmes rencontrés au cours du développement, de la mise en service et du fonctionnement nominal de la cryogénie, ainsi que les solutions appliquées.

Revue de fiabilité du système de contrôle de bas niveau des collimateurs du LHC
Alessandro MASI, Mathieu DONZE, Roberto LOSITO
CERN, Suisse
Le système de contrôle de bas niveau des collimateurs du LHC permet le positionnement, avec une précision de quelques micromètres, de plus de 500 axes de moteur placés autour du tunnel du LHC et synchronisés à notre niveau. La position des axes des collimateurs est vérifiée en temps réel, en surveillant à 100 hertz plus de 700 capteurs de position de type LVDT. Indépendamment des difficultés à satisfaire les besoins en synchronisation et en précision de position, le système est caractérisé par un haut niveau de fiabilité, puisque les collimateurs ont la fonction cruciale de protection de la machine. Dans cette publication, nous nous concentrerons sur les choix architecturaux et techniques adoptés pour garantir le niveau de fiabilité exigé par cette application. Nous présentons également les outils et les solutions développés pour contrôler cet important système de contrôle, rendant l’appui plus facile et plus rapide pour son opération.

Le système de protection du personnel LHC
Pierre NININ, Francesco VALENTINI, Tomasz LADZINSKI
CERN, Suisse
Les installations de la physique des particules de haute énergie, telle celle du LHC du CERN nécessitent des systèmes spécifiques de sécurité du personnel vis-à-vis des risques radiologiques et industriels. Afin de satisfaire à la réglementation française en matière d‘installations nucléaires, les principes de la norme IEC 61513 ont été utilisés comme ossature de méthodologie pour évaluer la criticité de l’installation, pour concevoir et implémenter le PSS. Le PSS du LHC traite de l’implémentation de toutes les barrières physiques, des contrôles d’accès et des dispositifs de verrouillage dans les 27 km du tunnel souterrain, dans les zones de services et dans les cavernes d’expérimentation du LHC. Le système doit garantir l’absence du personnel dans les zones contrôlées du LHC durant le fonctionnement de la machine et, d’autre part doit assurer l’arrêt automatique des accélérateurs en cas de toute violation des conditions de sécurité, telle qu’une intrusion durant la circulation des faisceaux. Le PSS du LHC a été conçu en deux système séparés et indépendants : le système de contrôle d’accès au LHC (LACS) et le système de sécurité d’accès au LHC (LASS). Le LACS, utilisant des technologies sur étagère, réalise toutes les barrières physiques et règle tous les accès à la zone souterraine par identification des utilisateurs et vérification de leurs autorisations. Le LASS a été conçu suivant les principes des normes IEC 61508 et 61513, partant d’une analyse du risque effectuée par un dispositif du LHC équipé d’un système de contrôle d’accès standard. Celui-ci consiste en une série de fonctions de sécurité réalisées par un matériel dédié fiable et redondant garanti être de la classe SIL3.
Après avoir présenté l’intégration dans le système de sécurité des différentes technologies combinant électroniques, senseurs et vidéo, cet article présente les procédures opérationnelles adoptées pour réaliser un système efficace de sécurité du personnel de l’accélérateur du LHC du CERN
Article invité

Guerre économique et leadership – Lettre ouverte adressée aux futurs cadres issus d’écoles d’ingénieurs, d’universités et d’écoles commerciales
Jacques GIRARD
Professeur à l’ISEP et à l’ ENSMP
Il est possible de définir quatre étapes à franchir avant de devenir leader :
Première étape – Renoncement à trois illusions:
-celle liée à la fonction, au grade, en pensant qu’ils donnent l’autorité,
-celle de croire que vos subordonnés sont parfaits,
-celle de croire que toute décision rationnelle est souvent une bonne décision.
Deuxième étape: regarder l’avenir pour mieux se préparer à diriger.
Troisième étape, croire aux personnes que l’on sera amené à diriger
Dernière étape, savoir prendre des risques.
Celui qui prend des risques, ce qui est le cas de tout leader, peut échouer ; celui qui n’en prend pas échouera certainement !
La notion majeure est le leadership « créatif », celui capable de changer les paradigmes, de transformer les business models, de s’adapter aux besoins des clients et de contribuer à ce que les équipes s’épanouissent, et de faire en sorte que les efforts se fédèrent

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